OFFRE DE THESE : DYNAMIQUE DE PARTICULES INTERTIELLES A L'INTERFACE ENTRE ECOULEMENT TURBULENT ET LAMINAIRE

Malgré son apparente simplicité, la physique régissant le comportement d'une sphère de taille finie transportée par un fluide cache de nombreux phénomènes imbriqués, dont certains sont encore mal compris. Lorsque plusieurs particules sont présentes dans un écoulement, des interactions hydrodynamiques complexes apparaissent entre les particules, qui génèrent des comportements collectifs subtils. L'élucidation des mécanismes fondamentaux sous-jacents est cruciale pour améliorer notre capacité à modéliser et à prévoir avec précision certains phénomènes naturels tels que la coalescence de gouttelettes dans les nuages (formation de pluie), l'agglomération de particules dans l'atmosphère (polluants notamment), le dépôt de sédiments, mais aussi en lien avec des applications industrielles telles que le mélange et la réactivité chimique dans les réacteurs agités de type colonnes à bulles.

Toutes ces configurations d'écoulement présentent de nombreuses questions fondamentales ouvertes et font l'objet d'un grand intérêt dans la recherche actuelle. En raison de leur densité plus élevée par rapport au fluide porteur, les particules (dites "inertielles") qui interagissent avec la turbulence du fluide, ont tendance à former des régions de concentration élevée (agglomérats) et de faible concentration (vides), et ce sur une très large gamme d'échelles. Une telle organisation spatiale des particules appelée "concentration préférentielle", a d'importantes conséquences sur la dynamique de l'écoulement ainsi que sur le transport et la dispersion des particules.

Ce projet expérimental vise à étudier la dynamique de gouttelettes inertielles dans une interface turbulente/non-turbulente, avec et sans cisaillement, et sous différentes orientations par rapport à la gravité. Grâce à deux souffleries équipées de générateurs de turbulence pouvant être activés de manière différentielle pour générer une interface turbulente/non-turbulente, cette collaboration entre le LEGI et l'Université de Washington permettra de couvrir une large gamme de gradients d'intensité de turbulence, de taux de cisaillement et de nombres de Reynolds. On s'intéressera à différentes tailles de gouttelettes couvrant la gamme des nombres de Stokes qui présentent un intérêt dans des domaines d'application tels que l'injection dans les systèmes à combustion, la pulvérisation industrielle, ou la formation des pluies dans les nuages.

Ce projet s'inscrit dans le cadre d'une collaboration avec le département d'ingénierie de l'Université de Washington à Seattle. Le ou la doctorant.e passera les 18 premiers mois à Grenoble et le reste du temps à Seattle.

Plus de détails concernant l'offre dans le document PDF téléchargeable.

Date limite de réception des candidatures : 10 juillet 2020