M/ F researcher "Study of bifurcations in turbulent two-phase flows"

Informations générales

Intitulé de l'offre : H/F chercheur "Etude des bifurcations dans les écoulements turbulents diphasiques"
Référence : UMR5519-NATLAW-038
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : GIERES
Date de publication : lundi 23 septembre 2024
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 13 mois
Date d'embauche prévue : 1 janvier 2025
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : entre 2991.58 € et 4166,70 € brut mensuel selon expérience
Niveau d'études souhaité : Niveau 8 - (Doctorat)
Expérience souhaitée : 1 à 4 années
Section(s) CN : Milieux fluides et réactifs : transports, transferts, procédés de transformation

Missions

Certaines configurations d'écoulements turbulents ont été observées comme étant sujettes à des bifurcations aléatoires, c'est-à-dire que le régime d'écoulement passe d'un type de comportement à un autre sur une période de temps aléatoire et souvent long sans aucune modification extérieure. Ces observations ont reçu une certaine attention en turbulence monophasique, mais ce n’est que peu le cas pour les écoulements diphasiques. En plus d’ajouter des mécanismes physiques supplémentaires, qui peuvent intervenir ou non dans ces bifurcations, la présence d’une interface séparant les phases peut être un indicateur de ces évènements, car elle peut être plus facile à suivre expérimentalement qu’un autre marqueur de l’écoulement comme l’évolution temporelle d’un champ de vitesse tri-dimensionnel et multi-échelle.

Le cas d’étude identifié est la fragmentation d’un jet liquide par un jet de gaz qui l’entoure, une situation canonique de formation de spray. A forte vitesse, une instabilité brise l’axisymétrie du système et une dynamique au temps long se met en place. Cela se traduit par un déplacement du jet liquide dans une section restreinte de la buse, facilement identifiable par imagerie rapide. Il s’agit de mettre en place des stratégies de mesures et d’analyses permettant une mesure fine et sur des temps longs de ces déplacement et signaux précurseurs.

Ce projet est inclus dans un projet plus ambitieux consacré au développement d'une stratégie d'identification des signaux précurseurs d'événements rares et/ou de bifurcations dans les écoulements turbulents. La première étape consiste donc à constituer une base de données de ce type d'événements (à la fois numériquement et expérimentalement).

Activités

L’activité principale consistera en la collection d’une base de données conséquente de bifurcation dans le cas choisi d’écoulement diphasique turbulence (rupture d’un jet liquide par un jet gaz), par imagerie rapide à l’aide d’une, puis plusieurs caméras. Des stratégies permettant de maintenir des résolutions temporelles et spatiales suffisantes tout en maximisant les durées d’acquisition seront à développer. Des mesures complémentaires seront à mettre en place pour caractériser en partie au moins les structures de la phase gaz intervenant dans ces bifurcations.

Des interactions avec des collègues de l’équipe MOST qui mènent des simulations numériques dans le cadre de ce même projet sont prévues, ainsi qu’avec des partenaires du projet au CEA SPEC et LPENSL où des études expérimentales lagrangiennes de bifurcations en turbulence sont menées. Enfin, la possibilité de l’étude de ces bifurcations dans d’autres écoulements diphasiques fondamentaux reste ouverte.

Compétences

Le candidat doit être titulaire d'un doctorat en mécanique des fluides.

Compétences requises :
- Dynamique des fluides expérimentale, écoulements diphasiques, turbulence, analyse d’images et de données.
- Compétences rédactionnelles en anglais
- Capacité à formuler/travailler sur un projet scientifique.
- Capacité à travailler en équipe.

Contexte de travail

Le Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels (LEGI) est une Unité Mixte de Recherche (UMR 5519) du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), de l’Institut National Polytechnique de Grenoble (Grenoble INP) et de l’Université Grenoble-Alpes (UGA). Le LEGI mène des activités d’une grande diversité avec un socle commun de compétences : la recherche en mécanique des fluides et des transferts.

La personne recrutée sera affectée à l’équipe EDT. L’équipe EDT (Ecoulements Diphasiques et Turbulences) se concentre principalement sur l’étude de systèmes modèles, comportant un nombre restreint de paramètres de contrôle, avec l’objectif d’identifier et de caractériser des mécanismes fondamentaux. Cette démarche porte sur des systèmes à dynamique complexe impliquant turbulence, inclusions (bulles, solides, gouttes, bactéries) et/ou interfaces (ondes, instabilités, turbulence d’onde, structures élastiques) ainsi que leurs interactions. Concernant plus particulièrement les aspects expérimentaux, outre la réalisation d’expériences dédiées, l’équipe développe divers instruments (sondes optiques, corrélation acoustique dynamique, imagerie hautes ré ainsi que des outils d’analyse spécifiques (mesures Lagrangiennes, statistiques .

Contraintes et risques

Pas de risque identifié.

Informations complémentaires

Mots-clés :
Turbulence, bifurcations, écoulements diphasiques, imagerie, fragmentation