PDOC - Retour Postdoctorants

Interactions “fluide-particules” en milieu stratifié – F-PISE

Interactions Fluide-Particules en Milieu Stratifié

Influence de la stratification d'un fluide sur la dynamique de particules isolées ou en interaction lors du processus de sédimentation.

Enjeux/Objectifs

Le but premier de ce projet est de considérer les interactions fluide-objets dans les fluides stratifiés, qui se positionne à l’interface entre deux branches bien établies de la mécanique des fluides, les suspensions et les écoulements stratifiés. En nous appuyant sur trois études décrivant des aspects particuliers des environnements stratifiés, nous avons pour objectif d’apporter des résultats innovants sur les points suivants : l’influence de la stratification sur la dynamique des particules non-Browniennes sédimentant dans un fluide au repos, l’action mécanique des ondes internes sur des objets immergés ou des suspensions, et enfin la dynamique des courants de turbidité évoluant dans un fluide ambiant linéairement stratifié. En considérant successivement ces trois points, nous allons aborder différentes échelles et régimes dynamiques, avec un niveau de complexité croissant. En partant de l’étude de processus locaux entre quelques objets ou particules, nous étudierons par la suite de grande concentration de ces objets en suspension, avant de prendre en compte leur évolution en présence d’écoulements spécifiques aux fluides stratifiés dont les échelles caractéristiques sont grandes comparativement à la taille des particules.

Notre approche réside dans la mise en place d’expériences de laboratoire idéalisées, permettant de prendre en compte les phénomènes physiques fondamentaux associés aux points mentionnés auparavant. Par ailleurs, cette démarche expérimentale sera combinée à des simulations numériques 3D et de la modélisation.

N/A

N/A

N/A

Les interactions entre des objets solides et le fluide dans lequel ils évoluent est un vaste sujet de recherche de la mécanique des fluides homogènes dont l’origine remonte aux travaux historiques de Stokes sur une sphère évoluant dans un fluide visqueux, et qui suscite toujours un grand intérêt pour la recherche contemporaine. Cependant, de nombreux domaines d’application sont associés à la mécanique des fluides stratifiés : le transport (de sédiments, biomasse, polluants) et les processus de mélange sont important pour la Biologie Marine et la sédimentation de la biomasse par exemple, mais également pour l’Océanographie et la compréhension de la circulation océanique globale. Les événements climatiques de grande ampleur (tempête de sable, éruption volcanique, etc.) ont également un impact considérable sur le transport aérien et la modélisation atmosphérique.

Le but premier de ce projet est de considérer les interactions fluide-objets dans les fluides stratifiés, qui se positionne à l’interface entre deux branches bien établies de la mécanique des fluides, les suspensions et les écoulements stratifiés. En nous appuyant sur trois études décrivant des aspects particuliers des environnements stratifiés, nous avons pour objectif d’apporter des résultats innovants sur les points suivants : l’influence de la stratification sur la dynamique des particules non-Browniennes sédimentant dans un fluide au repos, l’action mécanique des ondes internes sur des objets immergés ou des suspensions, et enfin la dynamique des courants de turbidité évoluant dans un fluide ambiant linéairement stratifié. En considérant successivement ces trois points, nous allons aborder différentes échelles et régimes dynamiques, avec un niveau de complexité croissant. En partant de l’étude de processus locaux entre quelques objets ou particules, nous étudierons par la suite de grande concentration de ces objets en suspension, avant de prendre en compte leur évolution en présence d’écoulements spécifiques aux fluides stratifiés dont les échelles caractéristiques sont grandes comparativement à la taille des particules.

L’originalité de notre approche réside dans la mise en place d’expériences de laboratoire idéalisées, permettant de prendre en compte les phénomènes physiques fondamentaux associés aux points mentionnés auparavant. Par ailleurs, cette démarche expérimentale sera combinée à des simulations numériques 3D et de la modélisation. Les chercheurs investis dans ce projet au sein de l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (IMFT), laboratoire partenaire, ainsi que dans d’autres institutions, ont les compétences complémentaires permettant le bon déroulement de l’approche envisagée.

Coordination du projet

Matthieu Mercier (Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse) – matthieu.mercier@imft.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

IMFT Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse

Aide de l'ANR 210 184 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2013 - 36 Mois

Liens utiles

Explorez notre base de projets financés

 

 

L’ANR met à disposition ses jeux de données sur les projets, cliquez ici pour en savoir plus.

Inscrivez-vous à notre newsletter
pour recevoir nos actualités
S'inscrire à notre newsletter