Post-doctorat 2012-2014 (Jian Wu)

Modélisation des phénomènes électriques dans les fluides en mouvement

 Le travail du docteur Wu s’est articulé autour de 2 thèmes. Le 1er concerne le transport de charges électriques dans un fluide et le second la modélisation de l’accumulation, dissipation et transfert de charges électriques sur des surfaces solides. Dans le 1er thème le docteur Wu s’est particulièrement intéressé au phénomène d’électro-convection induite par des charges électriques en mouvement dans un fluide. Le succès de la simulation numérique de ce type de phénomène est intimement lié à la façon dont les flux convectifs sont discrétisés dans l’équation de nature hyperbolique pour le transport de la charge électrique. De nombreuses géométries ou configurations d’études pour la disposition des électrodes, 2D et 3D ont été abordées (plan-plan, lame-plan, cylindres coaxiaux). De nombreux résultats originaux ont été publiés dans des revues de 1er plan, comme l’atteste la liste des articles et conférences. L’année que le docteur Wu a passé sur cette thématique nous a permis de conforter notre place de référents dans le domaine de la simulation numérique des phénomènes EHD. Dans sa deuxième année de post-doc, le docteur Wu s’est intéressé à la modélisation numérique du transport dans un canal de particules chargées. Des particules électriquement chargé sont introduites dans un canal où est appliquée une décharge couronne de type fil-plan. Un fil métallique porté à un certain potentiel est placé perpendiculairement à l’écoulement et les deux parois latérales du canal sur lesquelles les deux contre-électrodes sont placées sont mises à la terre. L’induction d’un champ électrique entre le fil et les électrodes planes précipitent les particules chargées vers les contre-électrodes. Ce type de configuration fait intervenir plusieurs problématiques. La première étant le suivi lagrangien des particules soumises aux forces hydrodynamiques, à leur gravité à la force de Coulomb et aux forces de contacts inter-particulaires pour les écoulements denses en particules. La deuxième problématique est la modélisation de l’échange de charges électriques entre particules au cours des contacts. Dans ce travail préliminaire, nous avons considéré des écoulements dilués faiblement chargés en particules ce qui nous a permis d’évacuer la problématique des contacts inter-particulaires et du même coup celui de l’échange de charges électriques au cours de ces contacts. Toutefois, le calcul de la force de Coulomb qui s’applique sur chacune des particules, et qui détermine de façon importante la trajectoire de ces particules, requiert le calcul du champ électrique induit par la décharge couronne ainsi que l’évolution temporelle de la charge électrique de chaque particule elle-même. Ces aspects ont été pris en compte de façon satisfaisante dans le process de calcul.  Pour approfondir ce travail et en terme de nouvelles perspectives, il serait maintenant intéressant et judicieux de s’atteler aux écoulements denses et donc de prendre en compte les contacts interparticulaires et donc les échanges de charges électriques aux interfaces solide-solide. Ce travail sera pris en charge par le docteur Fan Duran qui va succéder au docteur Wu. Un rapport exhaustif de 60 pages, disponible sur demande,  fait état des résultats majeurs obtenus au cours de ces 2 années de post-doc.


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