F&P - Fluids & Particles

Head: Pascal Fede

Key words:

Suspensions, fast and quasi-static granular media, Sediments, Interactions with turbulence and transition to turbulence, Coupling with a complex fluid, Dynamics of contacts, Lubrication ,Short and long range hydrodynamics interactions, Rheology of suspensions, Rheology of granular media (immersed), Collective behaviour, Segregation, Inertial migration, Resuspension, Transport and preferential concentration, Non-hydrodynamics interactions (collision, DLVO, adhesion).

 

Visualisation 3D de particules représentant le phytoplancton dans un écoulement turbulent. Les zones en rouge correspondent aux zones de concentration préférentielle.

The Fluids & Particles group studies the flow of fluids transporting inclusions which may be mainly solid particles (inertial or iso-dense with respect to the fluid), but also microorganisms, or even in some cases drops and bubbles.

These flows are at the heart of many processes, both geophysical (sediment transport, dispersion of plastic pollution in the oceans, movement of the Barkhans, landslides, etc.) and industrial (pneumatic transport, silo emptying, dense or circulating fluidized beds, erosion in pipes and cyclones, etc.). One of the characteristics of this type of flow is that the large-scale dynamics (from a few meters for industrial applications to a few kilometers for geophysical applications) depend on physical mechanisms taking place at the grain scale, namely a few microns to a few millimeters.

This multi-scale characteristic makes it particularly difficult to predict these flows. A l’échelle de la particule demeurent des verrous scientifiques notamment à cause de la nature du fluide (fluide stratifié, fluide à rhéologie complexe, turbulence, etc.) mais aussi de celle des particules (polydispersité, non-sphéricité, particules chargées, etc.).

Methodology

Une des forces du groupe F&P est l’équilibre entre le développement de modèles numériques et l’expérimentation en laboratoire. Le groupe F&P développe et conçoit des expériences modèles afin d’analyser précisément les mécanismes d’interaction entre le fluide et les grains, ou bien entre les particules elles-mêmes. Ces analyses passent par l’utilisation d’outils métrologiques innovants telle que la TOMO-PIV. En parallèle, le groupe développe des outils numériques afin de i) pouvoir compléter l’analyse expérimentale, notamment en déterminant des grandeurs non accessibles à l’expérience, et ii) de pouvoir prédire la dynamique des écoulements particulaires. La démarche suivie par F&P est multi-échelle, allant de l’échelle locale (la particule ou quelques particules) jusqu’à l’échelle macroscopique (géophysique ou industrielle) en passant par l’échelle mésoscopique (l’amas de particules). Cette approche multi-échelle est appliquée à la fois à la démarche numérique et aux expériences.

Scientific aims

Les objectifs scientifiques portent sur des points clés fondamentaux comme : l’unification des modèles rhéologiques pour les écoulements granulaires rapides et quasi-statiques, denses et dilués; la modélisation de l’effet des particules sur la turbulence développée ou la transition laminaire-turbulent ; les effets de ségrégation ou d’accumulation préférentielle dans les suspensions hétérogènes ;
l’influence de la forme des particules (contacts et interaction fluide/particule) ; les fluctuations induites par les effets à longue portée; la migration particulaire induite par les écoulements cisaillés (anisotropie des contraintes fluide ou particulaire); la modélisation locale d’un écoulement turbulent autour d’une ou plusieurs particules ; le transfert de masse et de chaleur dans les suspensions; les effets
collectifs dans les suspensions actives ; les processus de mélange dans les suspensions.

Scientific themes

Thèses et stages proposés par le groupe

Membres du groupe

NomStatutGroupePage personnelleBatiment
Anan KaranDoctorant FEP
BONIFACE DolachaiPost-Doctorant IMRCP/IMFTFEPESCANDE
Bonometti ThomasChercheur Toulouse INPFEPCastex
Burdairon FlorentDoctorant FEP
Climent EricChercheur Toulouse INP et DirecteurFEP, Direction IMFTNougaro
Charru FrançoisChercheur UT3 – Professeur des UniversitésFEPCastex
Estivalezes Jean-LucChercheur UT3FEPCastex
Fede PascalChercheur – Responsable du groupeFEPCastex
Gode AdrienDoctorant CEAFEP
Ivana MingoDoctoranteFEPCastex
Lacaze LaurentChercheur CNRSFEPCastex
Magnaudet JacquesChercheur – Directeur de Recherche CNRSFEPCastex
Maurin RaphaëlChercheur Toulouse INPFEPCastex
Mercier MatthieuChercheur CNRSFEPCastex
Mercier ZoeDoctorante CEAFEPCastex
Munir BadarDoctorantFEP
Papoutsellis ChristosPost-DoctorantFEPCastex
Praud OlivierChercheur Toulouse INP -Maitre de ConferenceFEPCastex
Rida ZeinabDoctorantFEP
Romano FrancisDoctorantFEP
Talebmoustaph CheikhnaDoctorantFEPCastex
Vettorello CyrilDoctorantFEPCastex
Viroulet SylvainChercheur CNRSFEPCastex
Yu WenchaoDoctorantFEPCastex

Publications du groupe

RSS OATAO – 10 dernières publications du groupe