Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique - UMR 5509

LMFA - UMR 5509
Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique
Lyon
France


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Mélange turbulent de scalaires passifs, denses ou réactifs

|- Annonce : Septembre 2016 : Nous recherchons un candidat pour une thèse (SUJET) Collaboration Michelin/LHEEA/Nextflow sur les problèmes de contacts Fluide/Structure : Expérimental (fondamental et appliqué). |
. Contacts : serge.simoens@ec-lyon.fr, marc.michard@ec-lyon.fr.

L’Équipe Mélange turbulent de scalaires passifs, denses ou réactifs s’intéresse à tous les types de problèmes mettant en jeu du mélange turbulent. Nous nous intéressons aussi bien au mélange turbulent mono que polyphasique. Notre fil conducteur est la compréhension au niveau fondamental d’un problème induit, la modélisation puis l’intégration numérique.
Nos deux axes principaux d’applications sont tous les domaines liés au mélange pour les Procédés (Polymères, Bio, ...) mais aussi pour l’environnement (pollution atmosphérique, absorption de CO2 ...).
Nos échelles d’investigation vont de micro-écoulements de canaux en jonction (quelques dizaines de microns m) aux installation de quelques mètres en passant par des cuves de mélange plus ou moins classiques (Holland et Chapmann, Mahoney Robinson, ...).
Nos études fondamentales sont réalisées à l’aide de plusieurs canaux pour les liquides et de plusieurs tunnels pour les gaz. La taille sélectionnée dépend de la problématique.
Nous développons de plus des DNS de Navier-Stokes avec transports de particules solides soit ponctuelles, soit en volume ainsi que des DNS de Navier-Stokes couplées au transport de Polymères (FENE-P), ceci pour des écoulements à paroi ou sans parois (boîte de THI).

Pour les modèles numériques : Nous avons développé une modélisation originale basé sur :
LES (Large Eddy Simulation) et d’un modèle stochastique pour la turbulence.
Le scalaire, la diffusion et la réaction sont pris en compte par un couplage particulaire de type Coalescence/Dispersion avec un modèle palliant les problèmes inhérents à ceux qui sont à base d’échange avec la moyenne (ou LMSE).
Nous avons développé un modèle assez complet couvrant la coalescence et la fragmentation diphasique mais aussi le transport de particules solides. En particulier nous traitons de façon originale les problèmes liés à l’envol des particules et aux problèmes à la paroi qui y sont associés.
Nous sommes en phase de développement d’un modèle couplé entre Turbulence et Non Newtonien. Notons que ces derniers développement sont en collaboration avec d’autres laboratoires nationaux ou internationaux ou avec des industries et que de ce fait font partie d’ANR ou de contrats industriels.
Nous utilisation la DNS pseudo-spectrale pour le fondamental et avons intégré nos modèles dans le code ARPS (développement à partir du code développé à l’Université d’Oklahoma) pour l’atmosphérique. Nous développons nos modèles et extension dans Openfoam pour les procédés.

Les techniques expérimentales que nous avons développé ces 20 dernières années sont : L’Holographie PIV numérique (3 composantes de vitesse en volume), la Fluorescence Induite par Plan Laser (pour les mesures de concentration, de gaz dissous ou simplement réaction rapides), La diffusion de Mie (concentration dans les gaz), La PIV stéréo., la reconstruction 3D de champs de concentration, les mesures de vitesse de particules solides, de gouttelettes ou de bulles, la température, la viscosité ... ainsi que les méthodes combinées (flux de masse, ségrégation d’espèces ...).

Les moyens :

2 Systèmes PIV Lavision (lasers et caméra)
Caméra PCO 4000
2 Lasers Yag 900mJ
Canaux (4m*20cm*20cm), tunnel (7m*50CM*50cm) =>20m/s et (4m*20cm*20cm)=> 25m/s , cuves de mélange
toutes métrologie pression, température, ...

Equipe :

Permanents :

Pr. I. Vinkovic, PR, UCB Lyon I
Dr S. Simoëns, DR CNRS
Dr. C. Le Ribault,, CR CNRS
Dr. J.M. Vignon, MC ECL
Dr. L. Gostiaux, CR CNRS
Dr. P. Valiorgue, MC UCB Lyon I
Dr. M. El Hajem, MC INSA Lyon
Dr. M. Géron, MC ECL

Non Permanents :

Rafik Ouchene (Post Doc ANR)

Tom Lacassagne (PhD MESR/INSA)
Wu JianZhao (Ph DCSC/ECL)
Luo Haining (Ph DCSC/ECL)
Juan Ignacio Polanco (PhD France/chilie/UCB Lyon I)
Florian Guillois (PhD/ CEA)
Zhou Guanyu (CSC/ECL/CPE)

Projets en cours :

Atmosphere :

ANR Wind’oV (I. Vinkovic)/LISA/IRD/INRA

Mélange :

ANR Stratimix (L. Gostiaux)/LMFA

Transferts :

FUI QaiCar (M. ElHajem)/IRCE/PSA/SaintGobain ...

Fluide/structure :

FUI SafeTyre (S. Simoëns)/Michelin/LHEEA/Nextflow

Projets (récents) Clos :

Atmosphère :

ANR Pedo-Cotesof (S. Simoëns)/LISA/INRA/Lanzhou University. Emission et Déposition des particules solides sur sols Complexes pour leur fixation.
1, 2, 3,4

Transferts :

FUI Virtex (M. El Hajem)

Actualités :

Soutenance Thèse de Minh Quan Nguyen 9/9/2016 ECL : Turbulence et polymères.
4èmes Rencontre HOLOPHI Lille, ONERA, 8-9 Nov 2016 : Holographie Numérique

Colloque Francophone CMOI-FLUVISU : 20-24 Mars 2017 : Le Mans.

Collaborations :

Internationales :

Pr. J. Wallace, Université de Maryland (College Park, USA),
Pr. N. Huang, Université de Lanzhou (Chine),
Dr. C. Aguirre, Université de Santa-Fe (Argentine),
Pr. L. Bouamama, Pr. R. Zegadi, Université de Sétif (Algérie),
Pr. A. Brasil, Université de Brasilia (Brésil)).
Dr He Guo Wei, Beijing,
...

Nationales :

Dr. R. Philippe, LGPC, CPE,
Dr.S. Dupont, ISPA, INRA
Dr. G. Bergametti, LISA, Paris XII,
Dr. P. Vergne, LAMCOS, INSA Lyon,
Pr. N. Mordant, LEGI
...

Industrielles
 : CEA, EDF, SANOFI, Rhodia, IFP, Michelin, ...