Département Mécanique - Energétique

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1 Département Mécanique - Energétique
05/30/12 Département Mécanique - Energétique Visite Air-Liquide – 1er octobre 2013 01/10/2013 Visite Air-Liquide 1

2 Le département Mécanique-Energétique
05/30/12 Effectifs : ~ 65 – 70, dont ~ 30 CEC 10 Ch CNRS : 4 DR, 6 CR, dont 2 détacht 20,5 Ens-Ch : 1 Pr-Em, 1 Pr, 1 PRAG, 17,5 MdC, dont 1 détacht (9,5 UPMC, 9 U-PSud, 1 AM-ParisTech, 1 CNAM) 2 collaborateurs extérieurs. 6,5 ITA/BIATSS : 2,5 T, 1 AI, 3 IR 20 Doctorants + 5 CDD ou Post-Docs 3 visiteurs étrangers ou chercheurs associés Bon équilibre Ch CNRS / EC Psud / EC UPMC Fortes implications en formation : U-Psud et UPMC, Licence, Master 1,2 20 doctorants > année précédentes  effort pour multiplier les sources 01/10/2013 Visite Air-Liquide

3 Positionnement scientifique
05/30/12 Trois groupes thématiques : Aérodynamique Instationnaire : Turbulence & Contrôle Convection – Rotation : Instabilités et Turbulence Transferts Solide - Fluide Lignes de forces transverses : 2 orientations Mécanique des Fluides : AERO, CORO % Transferts et Energétique CORO, TSF %  Complexité multiphysique : Dij ; F/S ; 01/10/2013 Visite Air-Liquide

4 Des instabilités à la turbulence
05/30/12 Des instabilités à la turbulence Mieux comprendre les phénomènes de base Dynamique tourbillonnaire Sillages en hélice Collab. IJLRA, ANR Helix Dynamique intra-glottique Instabilités en écoulements confinés et externes Dynamique non-linéaire et transition à la turbulence Formations de motifs à grande échelle Tradition : dévelppt méthodologies propres à étude instabilités Ecoulements glottiques : collaboration avec AA pour la partie acoustique + CR S.09 (bi-évaluée ?) Front tracking : Code BLUE : > 8000 Cœurs sur Blue Gene Q avec bonne scalabilité 01/10/2013 Visite Air-Liquide

5 Des instabilités à la turbulence
05/30/12 Des instabilités à la turbulence Améliorer les capacités prédictives des outils de simulation Approximation numérique Production de solutions de référence Modélisation de la turbulence (Simulation Grandes Echelles) Conditions aux limites Quantification des incertitudes ANR JC ASRMEI - Ecoulements instationnaires - Relations avec la combustion : adaptations temps-espace (EM2C) Relation avec Fluide/Structure : couplage conservatif CERMICS,CEA-DAM C.A.L : CALINS, Wallturb, modèles de parois… approche zonale MHD : couplage u,B : conversion E.C.  énergie B, applications industrielles et astophys. + CAL sur perméabilité B conducteur/isolant ; collab LGEP UQ : prise en compte de la variabilité. Bases stocha a priori. + PG; Collab Nantes + Cermics Proximité des expériences / Calculs Interaction Math. Appli et STIC pour portage (CPU/GPU, hybride) 01/10/2013 Visite Air-Liquide

6 Vers le contrôle… Analyse de la dynamique Réduction de la dynamique
05/30/12 Vers le contrôle… Analyse de la dynamique Topologie & dynamique (FTLE) Réduction de la dynamique Modèles réduits (POD, Koopman) ANR Cormored Manipulation et contrôle des écoulements Manipulation par VG (CIFRE PSA) Contrôle en boucle fermée robuste (ANR CORMORED) Implémentation physique Actionneurs plasmas Finite Time Lyaponov Exponent : divergence des lignes d’émission  Lien fort avec Info pour portage sur arch hybride. DMD = POD : Flapping / Shedding VG : mise en place optimisation à surface de réponse. Dévelopt boucle fermée  utilisation sur cavité : Relation avec SATIE 01/10/2013 Visite Air-Liquide

7 Transferts et Energétique
05/30/12 Du composant isolé… Bulle isolée Nanothermique … au composant avec ses couplages Couplages convection- rayonnement … au système Analyse énergétique et exergétique de systèmes fluides ou thermiques Cycles à adsorption Même démarche : Développement méthodo + applications Des phénomènes isolés  analyse énergétique des systèmes Séchage : diminution ép. Liq + augm concentration polymères  variation viscosité Convection naturelle : modélisation + prise en compte rayonnement  appli Therm. Bât. Interface solide/hélium superfluide : transferts de chaleur micro/nano, résistance therm Kapitza, appl. Cavités supra détecteur particules. Phono : quasi-particule représentatif d’un paquet d’énergie 01/10/2013 Visite Air-Liquide

8 Thermo-acoustique 05/30/12 Devélopper une ingénierie des machines thermoacoustiques Fondée sur des compétences recherches allant : Des conditions prévalant au déclenchement de l’effet thermoacoustique (instabilités) À la prédiction des conditions de saturation nonlinéaire (et des tous les effets néfastes) jusqu‘à l’analyse exergétique des différentes architectures Validées par des expériences à petite et moyenne échelle Valorisation UPMC-CNRS Création Hekyom cession exclusive de licence de deux brevets Exemple phenom isolé/analyse sytéme  La thermoacoustique Fluide oscillant / cavité + streaming (tube, ou boucle) Analyse rendement : optimisation des éléments / Hekyom 01/10/2013 Visite Air-Liquide

9 Faits marquants ME Modélisation de la résistance Kapitza (J. Amrit)
05/30/12 Modélisation de la résistance Kapitza (J. Amrit) Modèle cohérent de l’interaction des phonons avec les rugosités de surface Validation par expérimentation Explication des divergences observées jusque là 1er code 3D MHD (C. Nore, J.-L. Guermond) Approximation mixte éléments finis-séries de Fourier Traitement « propre » des CL de champ à l’infini Prise en compte exacte des conditions à l’interface entre conducteur et vide Modèle d’interaction fluide structure Interaction chocs – obstacles Thèse L. Monasse LIMSI-CERMICS-CEA 01/10/2013 Visite Air-Liquide

10 Publications 01/10/2013 Visite Air-Liquide 05/30/12
Revues CL maintien avec ~ > 1 publi/perm Faiblesse conf avec actes en 2012 ! Un peu moins de rapport en 2012 01/10/2013 Visite Air-Liquide

11 Mécanique-Energétique en résumé
05/30/12 De fortes compétences méthodologiques Méthodes numériques pour la mécanique des fluides Instabilités Simulation écoulements turbulents par LES Domaines applicatifs Aérodynamique, automobile Transferts aérauliques (thermique du bâtiment, sécurité hydrogène) Production et gestion de l’énergie Des thématiques montantes Modélisation en diphasique Manipulation, Contrôle des écoulements, transferts Robustesse aux incertitudes Dépasser le clivage traditionnel entre approche symbolique et approche numérique Analyse des systèmes de signes Communiquer avec la machine ou par son intermédaire avec d’autres individus 01/10/2013 Visite Air-Liquide 11

12 Mécanique-Energétique en résumé
05/30/12 Labex LaSIPS Collaborations avec EM2C, SATIE, LGEP Fédération Transfert de Masse et de Chaleur EM2C, FAST, LIMSI + MSME (UMLV) + Evry JDFP : J. Dynamique des Fluides sur le Plateau LIMSI, FAST, LadHyx, CEA/DSM/SPEC EM2C, ONERA, ENSTA RTRA Digitéo Projets : EM2C, LPO, LRI, … Collège CSIS : 4ème journée portes-ouvertes IDEX Plateau de Saclay : « sciences mécaniques »… Master, ED SMEMaG, Département « Mech. Eng ». - Implication dans les nlles formations : Master, ED, … 01/10/2013 Visite Air-Liquide