Le contrôle actif du bruit est bien connu grâce à des produits ayant rencontré un large succès, tels que les casques à réduction active. Cependant, le contrôle actif multicanal constitue un axe de recherche ouvert, dont le contrôle actif en nacelle des bruits de turboréacteurs. Le projet RHAPSODI a été initialement motivé pour adresser le problème de l’atténuation active du bruit tonal intense rayonné par la soufflante (fan noise). Les défis sont liés au déploiement d’un grand nombre de sources d’anti-bruit et de microphones dans un environnement hostile. L’originalité de l’approche proposée réside dans le déploiement de sources acoustiques pneumatiques harmoniques (Harmonic Acoustic Pneumatic Source, HAPS) capable de générer de forts niveaux sonores. La première partie de la présentation porte sur un historique du haut-parleur à air comprimé, depuis l’auxétophone jusqu’au HAPS. Cette partie aborde la théorie et les résultats expérimentaux des HAPS, des basses fréquences (inférieures à 100 Hz) jusqu’aux ultrasons (audelà de 10 kHz), en l’absence d’écoulement et jusqu’à un nombre de Mach de 0,5.
La seconde partie traite du contrôle actif avec de multiples HAPS. La commande de chaqueHAPS nécessite de piloter l’amplitude et la phase d’une source dont la dynamique de réponse est lente. Les signaux des microphones d’erreur, situés à proximité des HAPS, doivent être corrigés des effets de champ proche. Les résultats expérimentaux en contrôle actif tonal montrent une atténuation de l’ordre de 20 dB SPL, obtenue avec un anneau de 6 HAPS sans écoulement (130 dB SWL), et avec 3 HAPS en conduit infini avec écoulement (Mach 0,5, 144 dB max).
La dernière partie met en perspective les retombées futures de ces travaux. La méthode de contrôle développée dans le cadre de RHAPSODI est adaptable à des bruits large bande, comme le montre son application récente au double vitrage actif utilisant des haut-parleurs électrodynamiques. Par ailleurs, les travaux en cours visent à accélérer la dynamique des HAPS afin de permettre une utilisation en sous-bandes. La perspective est d’explorer le contrôle actif de la directivité en champ libre.
La Background-Oriented Schlieren (BOS) est une méthode de mesure optique non intrusive aujourd’hui bien établie permettant de visualiser et quantifier les variations de masse volumique dans les écoulements fluides, notamment en aérodynamique et en aérothermique. Elle exploite la déviation des rayons lumineux induite par les gradients d’indice de réfraction présents dans un écoulement inhomogène, qui se traduit par une distorsion apparente d’un fond structuré observé par une ou plusieurs caméras.
À l’ère du numérique, cette technique constitue une évolution majeure des méthodes classiques de visualisation Schlieren, ou strioscopie. Malgré une résolution spatiale plus limitée et la nécessité d’un traitement numérique des images, la BOS présente plusieurs atouts : un dispositif expérimental relativement simple et flexible, un accès direct à des données quantitatives, et une bonne compatibilité avec des approches de reconstruction tomographique ou d’extraction modale.
Après une présentation des principes fondamentaux de la méthode, ce séminaire illustrera son potentiel à travers plusieurs cas d’étude d’écoulements complexes, notamment un jet supersonique réactif issu de la combustion de propergol solide et un jet chaud double-flux en régime subsonique compressible.
Enfin, des développements récents seront discutés, en particulier l’utilisation de techniques d’assimilation de données permettant d’inférer, à partir de mesures BOS, des informations plus riches que le seul champ de masse volumique ou d’indice de réfraction, ouvrant de nouvelles perspectives pour l’étude expérimentale des écoulements fluides.
Storing hydrogen in liquid form increases its volumetric energy density, which facilitates transportation. If the confinement system of a hydrogen cryogenic tank fails, the liquid hydrogen (LH2) will vaporize and form low-temperature gaseous hydrogen (GH2). To prevent industrial risk during the storage and transportation of LH2 it is essential to characterize the flammable properties of a GH2-air cloud at low temperature. In particular, the flammability limits must be determined to ensure that the concentration of GH₂ remains below the level that could potentially lead to an explosion. Another fundamental property is the unstretch laminar burning velocity (LBV), which is intrinsic to the chemistry driving the flame propagation. Its determination has two major implications: (i) A comparison with the prediction of LBV from a kinetic model allows one to evaluate the reliability of different mechanisms (which are typically not designed to operate at low temperatures). (ii) LBV serves as a design criterion in numerous engineering applications and numerical models.
At present, only flammability limits for upward propagating flames in a tube are available (Karim et al. 1984), while laminar burning velocity (Ghosh et al. 2022) were measured within a burner for GH2-air at low temperature.
This study focus on the behavior of lean H2 mixture with air close to flammability limits as a function of temperature. We were able to design and operate a visually accessible constant volume combustion vessel to measure the impact of sub-zero temperature on flame structure. Our result highlight the influence of the mode of energy deposit on flammability limits by comparing 2 methods of arc ignition. Flame structure and over-pressure inside the vessel was recorded and showed for the first time how instabilities are impacted by the initial temperature.
Flying insects, spectacular little flapping machines with enormous evolutionary success, are an invaluable source of inspiration for a large, interdisciplinary community of scientists. In this talk I will show our latest results on the aerodynamics of houseflies (M. domestica) and dragonflies (P. flavescens) flight with broken wings, with a focus on the numerical aspects of this work. We combine wing wear experiments, in which we study how wing damage progresses over time, with state of the art numerical simulations of the aerodynamics of animals with broken wings. The numerical simulations are done with our in-house open-source solver WABBIT, which combines wavelet-based adaptivity with an efficient parallelization to exploit massively parallel supercomputers. It will be presented in some detail in this talk. From those high-fidelity data, we obtain a data-driven quasi-steady aerodynamic model, which, combined with the full-scale simulations, allows us to explain the energetic cost of flying with broken wings. This insight allows us to draw conclusions on the reserve animals are built with, which a potentially important guideline for the design of aerial robots, as well as an important factor for biological fitness.
Mitigating soot emissions from hydrocarbon combustion remains a critical environmental and health challenge. Adding hydrogen to hydrocarbons reduces soot formation but can also alter particle composition and toxicity. Accurate, non-intrusive soot characterization requires knowledge of its optical properties, particularly the absorption function E(m) and the particle maturity level. Although E(m) is often treated as constant, it varies both spectrally and spatially within the flame. By combining multi-wavelength absorption and emission measurements, spatial distributions of temperature, E(m), and soot volume fraction can be obtained. Experiments in laminar diffusion flames show that hydrogen addition to ethylene non-premixed flames decreases soot concentration and radiation, while higher oxygen indices enhance soot formation. Flame temperature is governed mainly by oxygen, and hydrogen promotes soot maturation toward more graphitic particles, especially along the flame centerline under high-oxygen conditions
La stratification en densité des fluides modifie profondément leur dynamique en permettant la propagation d’ondes internes de gravité dans leur volume. Leur description, et notamment le problème de la « turbulence stratifiée », est essentielle pour la modélisation de l’atmosphère et des océans. Il est en particulier proposé que la dynamique océanique à petite échelle résulte d’une turbulence d’ondes internes faiblement non-linéaire, sans que cette description n’ait pour l’instant pu être confirmée de manière définitive. Durant ce séminaire thèse, je vous présenterai nos travaux portant sur une étude à la fois expérimentale et théorique de la turbulence d’ondes internes de gravité.
Déplacer des gouttes de liquide peut être très utile, notamment dans les dispositifs micro-fluidiques (lab-on-a-ship) ou afin d’accroitre les performances en transfert thermique (condensation en film ou en goutte…). La modification de la mouillabilité d’un matériau nécessite de mettre en œuvre des traitements physiques (texturation…) et/ou chimiques (greffage, dépôt…) afin de pouvoir ajuster cette propriété de surface, idéalement de superhydrophobe à superhydrophile. Cependant, déplacer une goutte sans action extérieure (gravité, pression…) autre que la mouillabilité nécessite non seulement de pouvoir changer la mouillabilité mais aussi de la faire varier spatialement. La question du profil optimal de mouillabilité de ces matériaux, communément appelés « à gradient de mouillabilité », se pose alors. Optimiser (ici numériquement) une telle propriété nécessite un modèle numérique fiable. Notre choix s’est porté sur l’utilisation de la méthode de Boltzmann sur réseaux (LBM), qui en plus de retrouver l’équation de Navier-Stokes permet de modéliser des problèmes multiphysiques (ici un écoulement diphasique sur une plaque avec prise en compte de la tension de surface et d’une équation d’état représentative du fluide). Après une comparaison des performances (il s’agira ici de maximiser la vitesse de déplacement d’une goutte sur une longueur donnée) de profils de mouillabilité analytiques (quadratique, linéaire…), les premiers résultats d’optimisation (gradient en différences finies + multi-échelle) de cette propriété seront présentés et discutés.
Ce séminaire présente une approche stochastique innovante pour modéliser les transferts de chaleur conducto-radiatifs dans les milieux poreux à haute température. La méthode développée combine marcheurs browniens pour la conduction thermique transitoire et lancer de rayons pour le rayonnement. Cette approche permet de surmonter les limitations des modèles déterministes classiques, notamment en termes de besoins en mémoire, tout en offrant une représentation plus fidèle des phénomènes physiques réels. Les résultats, validés par comparaison avec des modèles déterministes, incluent des applications à des structures 3D hétérogènes semi-transparentes.
Non-Newtonian fluids are widely used in a variety of research areas as well as numerous industrial applications, including the food, pharmaceutical, and petroleum industries. As rheologists, the internal structures of these complex fluids are of significant interest as it allows us to analyze and understand better the obtained results of rheological experiments. To understand the industrial processes, there are several model fluids that are used to study and optimize these processes. Moreover, it is important to understand how these fluids respond when their composition changes due to the addition of nanoparticles, so that their rheological behavior can be improved. In this sense, the visualization of the fluid microstucture and how it relates to rheology can provide important information. Cryo-Scanning Electron Microscopy (cryo-SEM) is a one reasonable means for observing and investigating the microstructure of complex fluids. Using this method, we show the microstructure of some fluids and nanofluids, and relate these microstructures to the rheology and to flow behavior. We present some promising implementation cases of this cryo-SEM approach for various non-Newtonian fluids.
