Juillet 2018 à Marseille : 16th International Workshop on the Physics of Compressible Turbulent Mixing (IWPCTM)

Site web : http://www.iwpctm16.fr/
Evènement organisé par les membres de l’axe de Recherche ECOCI





Séminaire IUSTI – 3 avril 2020 – 11h salle 250

Viscoplastic droplets

Mazi Jalaal – DAMTP, Cambridge, UK

Viscoplastic or yield stress materials can behave like solids or fluids. Such materials, if not sufficiently stressed, behave like an elastic solid, but once the stress exceeds a critical value (the yield stress), the material deforms like a viscous fluid (typically with a nonlinear viscosity). I will discuss the effect of the yield stress on spreading droplets. I use experiments, asymptotic solutions, and numerical simulations to explain the dynamics and final shape of the droplets. Later, I will show how one can externally control the shape of a droplet, using temperature. For that, I will first present the rheological properties of a thermo-responsive material that undergoes sol(Newtonian)-gel(yield stress) transition upon heating. Then, I show the final diameter of a thermo-responsive droplet can be controlled by simply changing the surface temperature. In the same part of the thesis, we introduce a novel experimental method based on optical coherence tomography to identify the solidified region inside a droplet. Eventually, I will briefly discuss the other applications of viscoplastic droplets.


Séminaire exceptionnel – 20 mars 2020 – 11h salle 250

Titre à venir

M. Malbois – IUSTI

Résumé à venir

Déploiement d’un ruban bistable : analogie avec un modèle d’Ericksen régularisé, avec potentiel non convexe et Lagrangien étendu

B. Lombard – LMA

On s’intéresse aux rubans qui ont la particularité d’avoir deux états stables : une configuration enroulée et une configuration déroulée. Lors du déploiement d’un tel ruban préalablement enroulé, la déformée présente à chaque instant une partie déroulée et une partie enroulée, avec une zone de transition qui se translate le long du ruban. Un récent travail a montré une analogie entre le comportement d’un ruban classique (non bistable) et le modèle 1D de barre d’Ericksen régularisé [4,5]. On montre ici qu’un modèle 1D de barre d’Ericksen bistable et régularisée permet de reproduire un tel comportement dynamique. Il est cependant nécessaire de résoudre un système dispersif avec une zone non convexe, ce qui pose des problèmes théoriques et numériques. Pour construire un modèle numérique efficace, le Lagrangien du modèle d’Ericksen bistable régularisé est enrichi [2,3]. Des conditions aux limites variables, déduites du principe de Hamilton, permettent de contrôler l’évolution du ruban. Les paramètres numériques du modèle enrichi sont déduits d’une analyse de dispersion. Le système hyperbolique non-homogène obtenu est résolu par splitting et par une méthode de volumes finis. Des simulations numériques illustrent l’influence des paramètres sur la largeur de la zone de transition et sur la vitesse de propagation de la zone de transition. L’influence de la dissipation d’énergie est également examinée [1]. [1] S. Bourgeois, N. Favrie, B. Lombard, “Deployment of a bistable tape: analogy with a regularized Ericksen model, with non-convex potential and an extended Lagrangian approach”, soumis (2020). [2] F. Dhaouadi, N. Favrie, S. Gavrilyuk, “Extended Lagrangian approach for the defocusing nonlinear Schrödinger equation”, Studies in Applied Mathematics, 142-3, 336-358 (2019). [3] N. Favrie, S. Gavrilyuk, “A rapid numerical method for solving Serre-Green-Naghdi equations describing long free surface gravity waves”, Nonlinearity, 30-7, 2718-2736 (2017). [4] F. Guinot, S. Bourgeois, Cochelin, L. Blanchard, “A rod model with flexible thin-walled cross- section: application to the folding of tape springs”, International Journal of Solids and Structures, 49, 73-86 (2012). [5] M. Martin, S. Bourgeois, B. Cochelin, F. Guinot, “Planar folding of tape springs: the rod model with flexible cross-section revisited as a reguralized Ericksen bar model”, International Journal of Solids and Structures}, 188-189 (2020), 189-209.


Séminaire IUSTI – 6 mars 2020 – 11h salle 250

Fluid flows organising morphology

Karen Alim – Max Planck Institute, Göttingen, Allemagne

Fluid flows can propagate information on large scales – an essential feature during the development of an organism. What are the principal mechanisms of how fluid flows induce, transmit and respond to biological signals and thus control morphology? The role of fluid flows is particularly prominent during the adaptation of transport networks. Here, the network-forming slime mould Physarum polycephalum emerged as a model. Investigating the pivotal role of fluid flows in this live transport network we find that flows are patterned in a peristaltic wave thereby optimising transport. In fact, flows are hijacked by signals to propagate throughout the network promoting their own transport by invoking a propagating front of increased flow. This simple feedback of flows on morphology is sufficient to explain complex dynamics of the living network like finding the shortest path through a maze.



L’auteur : Henri Gouin 

L’algèbre, l’analyse ou encore la géométrie sont autant d’outils mathématiques qui peuvent être utilisés en mécanique analytique. Cet ouvrage se focalise particulièrement sur les méthodes géométriques du calcul des variations.

Les propriétés d’invariance étudiées grâce au théorème de Noether, les méthodes d’intégration des mouvements, ainsi que le principe de Maupertuis, qui amène à la mécanique ondulatoire, sont traités. Les différents espaces de phases conduisent aux algèbres de Poisson, aux algèbres et groupes de Lie, à la géométrie symplectique ainsi qu’au théorème de Liouville. Finalement, les petits mouvements sont analysés, de même que les différents types de stabilité, y compris pour les mouvements périodiques.

Méthodes mathématiques de la mécanique analytique permet d’obtenir une compréhension des méthodes fondamentales de la mécanique analytique, tout en étudiant les problèmes d’extrema sous une forme géométrique.


ISTE Editions



Événement co-organisé par des membres des Axes de Recherches : Combustion, Risques et Génie Civil & Écoulements Compressibles, Ondes de Choc et Interfaces Site web : http://www.iphmt20.fr

5-9 July 2020 : Interfacial Phenomena and Heat- Mass- Transfer (IPHMT20)


Séminaire exceptionnel IUSTI – 19 fév. 2020 – 11h salle 250

Development of nanoscale hot-wire probes for supersonic flow application

Katherine Kokmanian – MAE, Princeton Univ, ÉU

Due to their wide range of length and time scales, three-dimensionality and high diffusivities, turbulent flows remain poorly understood and extremely challenging to accurately characterize. In order to fully capture the flow dynamics, highly resolved instrumentation is needed. With the advancement of semiconductor manufacturing, the nanoscale thermal anemometry probe (NSTAP) was designed to acquire well-resolved data in a variety of incompressible turbulent flows. These miniature silicon-based devices have been shown to decrease spatial filtering and increase temporal resolution, which makes them attractive to use in supersonic flows. However, due to the increased structural loading and added mathematical complexities correlated with compressible flows, the NSTAP must be redesigned and well-characterized in these high-speed flows prior to its extensive use. It has been previously found that, when dealing with conventional cylindrical hot-wires, the Nusselt number dependence on Reynolds number shifts from a square root to a linear relationship as the Knudsen number increases. This transition occurs when reaching the free-molecule flow regime and has been studied both theoretically and experimentally. Due to the small length scales of the NSTAP, and hence the high Knudsen numbers experienced by the sensor in supersonic flows, it is believed that this linear calibration regime can be reached, which would significantly simplify both data acquisition and data processing. Here, we report the necessary design changes of the NSTAP to function in supersonic flows. We also report data taken in the freestream of a Mach 2 flow where the heat transfer characteristics of these miniature hot-wires are investigated. The data was collected over a range of flow conditions in the Trisonic Wind Tunnel Munich (TWM) in collaboration with Prof. Kähler’s research group at Bundeswehr University Munich.


Séminaire IUSTI – 7 fév. 2020 – 11h salle 250

Dynamique de fibres rigides en turbulence

Gauthier Verhille – IRPHÉ, Aix-Marseille Univ.

Le transport de particules anisotropes par des écoulements turbulents est une question centrale pour de nombreuses applications industrielles et environnementales : industrie papetière, textile, formation des nuages, pollution plastiques dans les océans, … Je présenterai ici une étude fondamentale sur la dynamique de fibres rigides en turbulence. Dans un premier temps je présenterai les techniques de reconstruction 3D utilisées pour mesurer la dynamique des fibres avant de présenter les résultats que nous avons obtenus sur la dynamique des fibres en turbulence.


Séminaire IUSTI – 24 jan. 2020 – 11h salle 250

Flow, transport, and deformation in soft porous media

Christopher MacMinn – Oxford Univ., RU

Fluid flows through soft porous media are ubiquitous across nature and industry, from methane bubbles rising through lakebed and seabed sediments to nutrient transport in living cells and tissues to the manufacturing of paper products and many composites. The defining feature of a soft porous medium is that fluid flow can drive deformations that transform its pore structure. This feature has profound implications for the transport of solutes and the simultaneous flow of multiple fluid phases, both of which are strongly coupled to pore structure. Here, we review the fundamental mechanisms that couple flow with deformation in soft porous media, the traditional macroscopic mathematical models for these systems, and the outstanding challenges associated with a transforming pore structure. We then consider these topics in the context of two model systems: The spontaneous imbibition of water into a gel during swelling and the forced injection of gas into a soft granular packing. We show that flow and transport in these systems remain at the frontier of our ability to measure and model.


Séminaire Exceptionnel – 22 jan. 2020 – 11h salle 354

Modélisation des transferts couplés de chaleur et de masse dans les matériaux poreux constituant les parois des bâtiments

Julien Berger – LaSIE, La Rochelle

Dans le contexte environnemental actuel, il est primordial de savoir modéliser précisément les phénomènes physiques de transferts de chaleur et de masse à travers les éléments poreux constituant les parois des bâtiments. L’objectif de ce séminaire sera de présenter un aperçu des travaux réalisés dans ce sens. Dans un premier temps, nous détaillerons le modèle physique et nous introduirons les enjeux scientifiques associés à l’élaboration de modèles numériques pour l’étude des phénomènes. Ensuite, nous passerons en revue les modèles numériques construits en utilisant notamment les méthodes de réduction de modèle de type Proper Orthogonal Decomposition (POD) et Proper Generalised Decomposition (PGD). Enfin, nous confronterons les prédictions numériques aux observations expérimentales des phénomènes pour discuter les hypothèses des modèles ou estimer les propriétés importantes des matériaux.

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