TREFLE - Передача енергетичної рідини - I2M - Інститут механіки та техніки

  • Інститут, UMR 5295
    • Повернення
    • Інститут, UMR 5295
    • Організаційна схема
    • Людські сили
    • Каталог персоналу
    • Публікації
    • Робота
    • Доступ до карти та контактів
  • Дослідження
    • Повернення
    • Дослідження
    • APY - Фізична акустика
    • DuMAS - довговічність матеріалів та вузлів
    • GCE - цивільна та екологічна інженерія
    • IMC - Машинобудування та проектування
    • MPI - Матеріали-Процеси-Взаємодії
    • TREFLE - Передача енергетичної рідини
    • Платформи
  • Проекти
    • Повернення
    • Проекти
    • НАЙКРАЩИЙ 4.0
  • Опікуни та партнери
  • Інститут, UMR 5295
  • Організаційна схема
  • Людські сили
  • Каталог персоналу
  • Публікації
  • Робота
  • Доступ до карти та контактів
  • Дослідження
  • APY - Фізична акустика
  • DuMAS - довговічність матеріалів та вузлів
  • GCE - цивільна та екологічна інженерія
  • IMC - Машинобудування та проектування
  • MPI - Матеріали-Процеси-Взаємодії
  • TREFLE - Передача енергетичної рідини
  • Платформи

Відділ TREFLE об'єднує більшу частину діяльності в галузі механіки рідин та трансфертів в Інституті механіки та техніки Бордо.

передача

Презентація та напрямки діяльності

Спільним моментом усього відділу ТРЕФЛ є вивчення неоднорідних середовищ та систем з урахуванням численних масштабів спостережень у галузі механіки та переносів рідин. Ці дослідження збалансовані між чисельним та експериментальним підходами. Метою є впровадження нових та інноваційних ідей як в академічному, так і в промисловому плані. Серед ключових тем ми можемо навести наприклад:

  • Моделювання та чисельне моделювання потоків та складних систем,
  • Розробка фізичних моделей для вивчення переносів у пористих середовищах,
  • Теплова характеристика в усіх масштабах (просторовому, часовому та спектральному),
  • Зберігання теплової енергії при високих і низьких температурах,

У цих областях відділ TREFLE становить важливий вузол університетського містечка в Бордо, зокрема, взаємодіючи з хімічними, оптичними та математичними лабораторіями, що стосується Labex Amadeus (матеріали), Laphia (оптика) та Sysnum (цифровий) в рамках Excellence Ініціатива Університету Бордо. Нарешті, розглянуті теми часто є унікальними в межах мережі лабораторій ENSAM як з теплової, так і з механіки рідин.

Наукова діяльність кафедри структурована на п’ять тематичних груп (ГТ). Ці групи становлять резервуар навичок, де актори мають спільну культуру та методи.

GT1: Цифрова механіка рідини

Оригінальність наукового підходу полягає у підході до механіки рідини виключно цифровим способом. Дослідницька група об’єднує проекти, починаючи від моделювання, закінчуючи чисельними методами і закінчуючи масово паралельним моделюванням. Вони засновані на розробці конкретних цифрових інструментів та методів (код Нотуса).

Емуляції навколишнього середовища:

  • Опис вихрових структур, що знаходяться під хвилями, що розриваються, та вивчення взаємодії між розривом та вітром, а також між здуттям та дощем.
  • Моделювання поширення припливних отворів та їх взаємодії зі структурами.
  • Вивчення мікроклімату в оздоблених печерах.

Потоки в надкритичних середовищах:

  • Моделювання та моделювання надкритичних потоків і близьких до їх критичної точки.
  • Застосування для вирішення критичних проблем рідини під вібрацією зі змінною вагою
  • Моделювання синтезу матеріалів у надкритичному середовищі.

Матеріали та енергія:

  • Імітуйте взаємодію рідини/теплової/хімічної речовин для контролю параметрів процесу формування композиційних матеріалів
  • Дизайн віртуальних матеріалів на основі матеріалів фазової зміни.

Notus: обчислювальний код з відкритим вихідним кодом для нестисливих потоків: декартові, масово паралельні, занурені межі, інтерфейсний транспорт (Level-Set, VOF, MOF).

3D моделювання турбулентного струменя ацетону в надкритичному CO2

GT2: Візуалізація та термічна характеристика

Ця тематична група об’єднує основні навички відділу TREFLE щодо теплової характеристики. Співпраця останніх 10 років у галузі хімії, оптики та мікроелектроніки змусила команду розглянути можливість транспортування початкових методів у мультифізичні галузі, такі як відображення термохімічних та термоелектричних властивостей у таких галузях, як енергетика, мікроелектроніка та біологія. . Загалом сферами застосування є сфери перетворення та накопичення енергії. Ці дослідження потужного експериментального характеру мають бути кількісними, зокрема за допомогою обернених методів, і призведуть до розуміння, характеристики та багатомасштабного аналізу цих систем. На додаток до найсучасніших інструментів, робота з оцінки проводиться шляхом створення численних стартапів (Thermoconcept, NeTHIS) та інноваційних платформ (Fahrenheit).

Розроблено 3 основні напрямки досліджень:

  • Фототермічна мікро- та наноскопія,
  • Мультиспектральна інфрачервона томографія для вивчення мультифізичних проблем,
  • Розробка методів аналізу та обробки даних (зворотні методи).

У домені фототермічна мікро- та наноскопія, поточна робота спрямована на збільшення просторової роздільної здатності пристрою термічної мікроскопії шляхом дослідження нанометричного домену за допомогою теплового АСМ.

Еn Інфрачервона мультиспектральна томографія, основна увага приділяється розробці термохімічного томографа для спільного вимірювання температури та концентрації в обсязі матеріалів.

Мультиспектральна тепловізія

GT3: Побудова енергетики та систем

Довідкова особа:
Ален Семпей

Діяльність цієї тематичної групи обертається на здатності впроваджувати інновації в процеси проектування будівель та енергетичних систем для досягнення гарантованих показників.

На початковій фазі проектування застосовуються методи для:

  • Визначте та оцініть показники ефективності,
  • Розробити технічні умови, щоб перейти від концепції до прототипу,
  • Оптимізуйте ефективність використання багатокритеріальних підходів та проаналізуйте ризики недосягнення очікуваних показників.

Після розробки прототипу впроваджуються методи перевірки цієї продуктивності, виявлення несправностей, оптимізації управління і, таким чином, надання інформації, що покращує процес підтримки прийнятих рішень.

У масштабі будівлі розроблені підходи дозволяють врахувати невизначеності, пов’язані з проектними параметрами; вони призводять до впровадження експериментальних методів перевірки моделей, а отже, до обмеження ризиків недотримання очікуваних показників.

На рівні енергетичних компонентів та систем серед багатьох застосувань ми можемо навести:

  • Розробка енергообмінних/накопичувальних систем на основі матеріалів, що змінюють фазу, для поліпшення літнього комфорту в будівлях,
  • Розробка ефективних енергетичних систем для харчової промисловості,
  • Вловлювання енергії на тротуарах,
  • Розвиток гідравлічних мереж, інтегрованих у будівлі.

Для кожного додатка мова йде про формалізацію змінних рішення та цільових функцій з метою оптимізації продуктивності системи.

обмінники/накопичувачі енергії на основі матеріалів, що змінюють фазу

GT4: пористі носії

Довідкова особа:
Азіз Омарі

Дослідження, проведене цією тематичною групою, стосуються передачі маси, імпульсу та тепла в пористих середовищах та пов'язаної з ними термодинаміки. Ці переноси ускладнюються самою природою розглянутих рідин, внутрішньою топологією пористих середовищ, їх неоднорідністю, режимами течії та взаємодією між текучими рідинами та поральним скелетом.

Дослідження зосереджені на вивченні переносів у масштабі пор, макроскопічному масштабі або більших масштабах. Підходи, що використовуються для цієї мети, - це моделювання, чисельне моделювання та експериментальні підходи з постійним клопотанням пов’язати явища переносу в малих масштабах із властивостями та поведінкою у великих масштабах.

Монофазні та багатофазні потоки або моделюються шляхом розв’язування рівнянь руху за шкалою пор, тоді макроскопічні закони отримують за допомогою відповідних рівнянь закриття та методів масштабування або експериментально надаючи доступ до розподілу фаз та їх відносної проникності. Потоки рідин складного характеру також є предметом дослідження.

При операціях відділення та зневоднення матеріалів необхідна зв'язок між переносами та деформованістю пористого середовища. Таким чином, використовуючи багатомасштабний, багатофізичний та мультидисциплінарний підхід, можна змоделювати зневоднення складних продуктів та кваліфікувати взаємодію продукту/процесу.

Для цього дослідження також використовуються широкомасштабні експериментальні ресурси, такі як екологічна мікроскопічна платформа, які дозволяють проводити поперечні операції з іншими відділами I2M.

Моделювання двофазного потоку вода-повітря в моделі порової мережі

GT5: Термодинаміка різнорідних середовищ

Довідкова особа:
Жан Тутен

Дослідження цієї тематичної групи зосереджено на вивченні фазових переходів та гетерогенних реакцій у складних середовищах, де інтерфейси та обмеження можуть відігравати важливу роль у термодинамічних рівновагах, механізмах та кінетиці трансформації та динаміці. Завдання полягає у розумінні та моделюванні цих ефектів для керівництва розробкою нових матеріалів з поліпшеними макроскопічними властивостями/поведінкою в енергетичному полі. Серед розглянутих тем можна відзначити:

  • Розробка та дослідження наноструктурованих матеріалів для зміни фаз (MCP) та композитів вуглецю/MCP,
  • Вивчення явищ плавлення-кристалізації та реакцій твердого газу в пористих середовищах,
  • Вивчення механізмів та кінетики утворення перитектичних структур за наявності наноструктур вуглецю або кристалізації зсувом переохолоджених рідин або аморфних фаз.

Прийнятий науковий підхід включає сильну синергію між теоретичним, експериментальним та числовим підходами, які часто є оригінальними.

Зокрема, ми можемо вказати на розробку нових експериментальних методів, що базуються на методах тепловізійного зображення з різним використанням: термічна характеристика різнорідних матеріалів, визначення фазових діаграм, кількісне вивчення ймовірності зародження, вимірювання кінетики кристалізації тощо. Ці експериментальні розробки доповнюються розробкою модельних алгоритмів інверсії із застосуванням оригінальних проекційних підходів на зменшені ортогональні основи.

графітована піна для накопичення енергії та моделювання фазової зміни