Thermodynamique, Ondes, Numérique, Interfaces, Combustion

Effets thermiques dans les systèmes en rotation

Ondes et interfaces immergées

Modélisation des écoulements multiphasiques réactifs

Modélisation et simulation de la propagation des feux de forêts

Thermodynamique des mélanges

Présentation

L’équipe TONIC (Thermodynamique, Ondes, Numérique, Interfaces et Combustion) développe une activité de modélisation de phénomènes fortement multi-échelles. Elle couvre notamment les écoulements multiphasiques et/ou réactifs, depuis l’échelle de l’injecteur isolé (quelques mm) à l’échelle du feu de forêt pleinement développé (plusieurs hectares). 
Des méthodes numériques adaptées sont développées en parallèle, notamment pour l’imagerie des sols (détection de nappes par analyse acoustique), ou encore pour la modélisation des transferts radiatifs.

En parallèle à ces développements à caractère très multi-échelle, des travaux analytiques sont menés en appui à la construction de modèles. Un important effort de recherche est accordé à la modélisation de la thermodynamique des mélanges multiphasiques (calculs d’équilibre thermochimique, fermetures thermodynamiques complexes), ou encore au développement de modèles cinétiques réduits pour la combustion.

Responsable

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Annuaire personnel permanent

  • Chargé de Recherche CNRS
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  • Professeur Centrale Marseille
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  • Professeur émérite AMU
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  • Maître de Conférences AMU
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  • Professeur des Universités AMU
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  • Professeur émérite AMU
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  • Directeur de Recherche CNRS
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  • Chargée de Recherche CNRS
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  • Maître de Conférences AMU - HDR
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Doctorants, Post-Doctorants et CDD

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  • Doctorant
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  • Doctorant AMU
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  • Doctorant AMU - BTU
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  • Doctorant
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  • Post Doctorant
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Dernières publications de l'équipe

  • Isabelle Raspo, Evelyne Neau. An empirical correlation for the relative permittivity of liquids in a wide temperature range: application to the modeling of electrolyte systems with a GE/EoS approach.. Fluid Phase Equilibria, Elsevier, 2020, 506, pp.112371. ⟨10.1016/j.fluid.2019.112371⟩. ⟨hal-02325903⟩ Plus de détails...
  • M. Tayyab, S. Zhao, Y. Feng, Pierre Boivin. Hybrid regularized Lattice-Boltzmann modelling of premixed and non-premixed combustion processes. Combustion and Flame, Elsevier, 2020, 211, pp.173-184. ⟨10.1016/j.combustflame.2019.09.029⟩. ⟨hal-02346556⟩ Plus de détails...
  • Siengdy Tann, Xi Deng, Yuya Shimizu, R. Loubère, Feng Xiao. Solution Property Preserving Reconstruction for Finite Volume Scheme: a BVD+MOOD framework. International Journal for Numerical Methods in Fluids, Wiley, In press, ⟨10.1002/fld.4798⟩. ⟨hal-02397156⟩ Plus de détails...
  • Yongliang Feng, Pierre Boivin, Jérome Jacob, Pierre Sagaut. Hybrid recursive regularized lattice Boltzmann simulation of humid air with application to meteorological flows. Physical Review E , American Physical Society (APS), 2019. ⟨hal-02265484⟩ Plus de détails...
  • G. Farag, Pierre Boivin, P. Sagaut. Interaction of two-dimensional spots with a heat releasing/absorbing shock wave: linear interaction approximation results. Journal of Fluid Mechanics, Cambridge University Press (CUP), 2019, 871, pp.865-895. ⟨10.1017/jfm.2019.324⟩. ⟨hal-02142649⟩ Plus de détails...
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Dernières rencontres scientifiques

Soutenances de thèses et HDR

Jeudi 19 Décembre 2019 - Simulating multiphase reactive flows: issues & techniques / Soutenance HDR Pierre BOIVIN
Dr. Pierre BOIVIN                
  
Date de la soutenance :  jeudi 19 décembre 2019 à 14h, dans l'amphithéâtre 3 de Centrale de Marseille / Plot 6

Résumé :
Je présenterai (en anglais) une sélection de travaux que j'ai réalisé ou dirigé depuis l'obtention de mon doctorat. Pour ce faire, je démarrerai par une introduction sur mon parcours, suivie d'une courte présentation entièrement subjective des challenges restants en modélisation des écoulements réactifs. Je tenterai enfin de donner quelques pistes de recherche permettant d'apporter une meilleure compréhension des phénomènes physiques en jeu. J'aborderai en particulier des questions de cinétique chimique, de thermodynamique, ou encore de méthodes numériques pour la mécanique des fluides.  

Tuteur: 
Pierre HALDENWANG

Jury: 
  • Luc Vervisch, rapporteur,
  • Thierry Poinsot, rapporteur,
  • Vincent Giovangigli, rapporteur,
  • Elaine Oran, examinateur,
  • Pascale Domingo, examinateur,
  • Pierre Sagaut, examinateur,
  • Sergey Gavrilyuk, examinateur.
Mardi 2 Juillet 2019 - Physique et modélisation du comportement des feux de forêts / Soutenance de thèse de Nicolas FRANGIEH
Doctorant : Nicolas FRANGIEH

Date de la soutenance : Mardi 2 Juillet 2019 à 10h30 /  Centrale Marseille, Amphithéâtre 3 

Résumé de la thèse :
La suppression des feux de forêt nécessite une bonne connaissance des mécanismes physiques régissant le comportement du feu (ignition, croissance initiale, propagation). En tant qu’outil complémentaire à la recherche expérimentale, la modélisation des feux de forêt est considérée comme une approche intéressante pour progresser sur la connaissance des différents processus rencontrés dans les feux de forêt.

Ce travail de recherche est dédié à l’étude numérique du comportement des feux se propageant librement à travers un couvert végétal homogène (depuis l’ignition jusqu’à la propagation), à l'aide du modèle "FireStar3D". Différentes configurations sont abordées dans cette thèse : les feux de litière réalisés à l’échelle du laboratoire en milieu confiné (dans le tunnel à feu du laboratoire de Missoula), et à plus grande échelle, les feux de prairie où deux types de ligne d’allumage ont été considérés (ligne de longueur finie et quasi-infinie). Les simulations ont été réalisées à l'aide de deux modèles de turbulence : le modèle k-e des équations de transport moyennées (approche RANS) et la simulation numérique des grandes structures (LES). La comparaison avec les données expérimentales concerne principalement la vitesse de propagation du feu, l'intensité du feu, la fréquence des fluctuations des flammes et la longueur d'onde caractérisant la structuration en crête et en creux du front de flammes dans la direction transversale. Les résultats numériques ont mis en évidence la compétition entre les forces de flottaison et les forces d'inertie du vent dans la détermination du comportement du feu, ainsi que la similarité dynamique du front de flammes (intensité et structuration 3D) à petite et grande échelles.

Cette thèse a été également menée dans le cadre du développement et de la validation du modèle "FireStar3D". Le niveau de détails dans le modèle physique, les propriétés de la méthode numérique utilisée et le bon accord obtenu avec les données expérimentales et numériques rapportées dans la littérature, ont permis à "FireStar3D" de se positionner favorablement au niveau international, parmi les outils numériques les plus couramment utilisés pour étudier le comportement des feux de forêt.

Mots Clés : Feux de forêts,Modélisation,Turbulence,Combustion,Transfert de chaleur,Simulation numérique, 

Jury
Directeur de these M. Dominique MORVAN Aix-Marseille Université / M2P2
Rapporteur         M. Jean-Louis ROSSI Université de Corse
Rapporteur         M. Jean-Luc DUPUY Institut National de Recherche Agronomique (INRA)
Examinateur         M. Olivier VAUQUELIN Aix-Marseille Université / IUSTI
Examinateur         Mme Laurence PIETRI Aix-Marseille Université / IRPHE
Examinateur         M. Thierry MARCELLI Université de Corse