Détonique – DETO

Chercheurs et enseignants-chercheurs

Ashwin Chinnayya

Responsable d'équipe

Tél: +33 5 49 49 81 69

À propos des membres de l'équipe

Ashwin CHINNAYYA

Parcours universitaire

2012 - HDR in Energetics. "Contribution to the numerical study of two-phase compressible flows", Université de Rouen.

1999-2002 - Ph.D in Mécanique et énergétique, thèse de doctorat intitulée "Construction of models and numerical methods for multiphase compressible flows – Application to the propagation of detonation in highly energetic materials";  dirigée par Prof. Richard SAUREL, Aix-Marseille Université, CNRS - IUSTI UMR 6596

1996-1999 - Diplôme d'ingénieur in modeling in Applied Mathematics and Mechanics at MATMECA Bordeaux

1997-1999 - M.Sc. Applied Mathematics at University of Bordeaux I

1994-1997 - B.Sc. Applied Mathematics at University of Bordeaux I

Parcours professionnel

2013 – present - Professor at ISAE-ENSMA, Poitiers, France, Pprime Institute, UPR CNRS 3346; Research themes: detonations, shock waves in gaseous phase and multiphase flows

2003 – 2013 - Associate Professor at the University of Rouen, Laboratory: UMR CNRS 6614 CORIA. Complexe de Recherche Interprofessionnel en Aérothermochimie, University Institute of Technology of Rouen, Thermal and Energy department; Research themes: compressible flows, multiphase, shock waves and detonations

2003 – 2003 - Post-doctorate, CNES (National Center of Spatial Studies) of Evry, France. Laboratory: CNRS UMR 6595, IUSTI Institut Universitaire des Systèmes Thermiques Industriels, Team SMASH – INRIA (French National Institute for computer science and applied mathematics) Numerical modeling of multidimensional two-phase flows

1999 – 2002 -PhD Thesis at the Aix-Marseille University, Laboratory: UMR CNRS 6595, IUSTI Institut Universitaire des Systèmes Thermiques Industriels, Team SMASH – INRIA Numerical multiphase detonation modeling

Thématiques de recherche : Detonation, shock waves in gaseous phase and multiphase flows

Courte biographie

Hazem EL-RABII

Parcours universitaire

Parcours professionnel

Thématiques de recherche :

Courte biographie

Josué MELGUIZO-GAVILANES

Parcours universitaire

2014–2017 - Postdoctoral Fellow in Aerospace, California Institute of Technology, Pasadena, USA.

Specialization: thermal ignition (combustion)

Advisor: Joseph E. Shepherd

2007- 2012 -Ph.D in Mechanical Engineering, University of Calgary, Calgary, CAN.

Specialization: shock induced ignition (combustion).

Thesis: "Shock-induced ignition for simplified chemical kinetics"

Advisor: Luc Bauwens

2000–2005 - B.Sc. in Mechanical Engineering, Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín, COL.

Specialization: thermal sciences.

Thesis: "Development of a software for selection and sizing of control valves for industrial processes–compressible and incompressible fluids"

Advisor: Fabio Castrillón Hernández

Parcours professionnel

2018 - present - Research Scientist, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), FRA.

2014-2017 -  Postdoctoral Fellow in Aerospace, California Institute of Technology, USA.

2012-2013 - Heavy Oil Researcher, Royal Dutch Shell - Shell Technology Center Calgary, CAN.

2007-2012 - Research Assistant - Ph.D, University of Calgary, CAN.

2004-2006 - Research Associate - B.Sc, Institute of Energy & Thermodynamics - UPB, COL

Thématiques de recherche : Fluid mechanics, combustion, thermal-/shock-induced ignition, deflagration-to-detonation transition, flame acceleration, detonation dynamics, chemistry modeling, H2 safety

Courte biographie

Josue's work is focused on fundamental and applied combustion including shock-/thermal-ignition, flame acceleration, Deflagration-to-Detonation-Transition (DDT), detonative propulsion, chemical kinetics, and hydrogen safety. While his research experience is primarily in Computational Fluid Mechanics (CFD) and analytical modeling of reacting flows he enjoys working closely with experimentalists.

Vincent RODRIGUEZ

Parcours universitaire

2015 - Qualification aux fonctions de maître de conférences, sections 60 et 62.

2014  - Thèse de doctorat spécialité mécanique et physique des fluides, intitulée "Etude de la formation de jets issus de la dispersion d'un anneau de particules solides par onde de choc" et dirigée par Georges JOURDAN, Aix-Marseille Université, CNRS - IUSTI UMR 7343

2011  - Master 2 Recherche, option mécanique, physique et ingénierie, spécialité écoulements diphasiques, énergétiques et combustion. Aix-Marseille Université

2011 - Diplôme d'ingénieur en mécanique énergétique, option systèmes énergétiques et transferts thermiques, Ecole Polytech'Marseille

Parcours professionnel

2015-2016  - Post-doctorat, Etude expérimentale de la propagation d'une onde de choc au dessus d'une couche d'eau. Laboratoire IUSTI - CNRS UMR 7343, Marseille.

2014-2015 - ATER, Attaché temporaire d'enseignement et de recherche à l'école d'ingénieurs Polytech'Marseille au département mécanique énergétique.

2011-2014  - Chargé d'enseignement à l'école d'ingénieurs Polytech'Marseille au département mécanique énergétique.

Thématiques de recherche : Dynamique des ondes de choc et de détonation, transition choc-détonation, mécanique des fluides compressibles.

Courte biographie

Mes travaux de recherche sont essentiellement expérimentaux. Je travaille sur la dynamique des chocs et des détonations se propageant dans des géométries complexes (chambre courbée, interactions avec des obstacles et des grilles). Ces problématiques fondamentales permettent d'étudier la transmission de détonations, leur maintien ou leur extinction et éventuellement leur ré-allumage via des transitions déflagration-détonation ou choc-détonation. Les applications potentielles vont de la propulsion aéronautique et spatiale (chambre à détonation rotative) à la sécurité industrielle, des biens et des personnes.

Pierre VIDAL

Parcours universitaire

Parcours professionnel

Thématiques de recherche :

Courte biographie

Florent VIROT

Parcours universitaire

Parcours professionnel

Thématiques de recherche :

Courte biographie

Ratiba ZITOUN

Parcours universitaire

Parcours professionnel

Thématiques de recherche :

Courte biographie

Post-doctorants :

Doctorants :

(2015->)

(2016->)

(2017->)

(2018->)

 

Participation à des projets contractuels :

Activités de recherche

Dynamique et structure des détonations

Les comportements dynamiques des détonations (initiation, structure, extinction) résultent du couplage entre hydrodynamique et cinétique chimique. Nos études visent à observer et simuler ces comportements dans les explosifs gazeux ou condensés, homogènes ou hétérogènes.

1. Double structure cellulaire, régimes hélicoïdal et basse-vitesse de la détonation : Nous avons étudié expérimentalement la détonation hélicoïdale dans des mélanges à 2 étapes de libération d'énergie. Dans H2, CH4, C2H6-O2-N2/Ar, la dilution induit une seconde étape sans deuxième temps caracté-ristique. Dans H2-NO2/N2O4-Ar, au contraire, on observe 2 temps caractéristiques. Pour ces derniers mélanges, nous avons aussi observé une double structure cellulaire, un régime de détonation basse vitesse et proposé de nouveaux critères de diffraction. Le code EFAE du LCD a été parallélisé et étendu aux géométries 3D pour réaliser les premières simulations de régimes hélicoïdal et basse-vitesse dans ces mélanges (Figure). L’ensemble des processus et observations est reproduit, de l'amorçage à la détonation

2. Détonation des compositions non-uniformes : Les mélanges formés lors de fuites d’hydrocarbu-res gazeux ou dans les moteurs à détonation pulsée ou rotative présentent des variations de température ou de composition. Nous avons pro-posé un modèle donnant la réponse dynamique d’un front de détonation à de telles variations et, en particulier, des conditions spécifiques de propa-gation ou de décrochage. Il combine les effets, de cinétique chimique, de courbure et d’accé-lération du front et de variation de l’état initial.

3. Suspensions solides réactives en atmosphère gazeuse : Nous avons mis au point une méthode d’ajustement de la cinétique de combustion de l’Aluminium (Al) fondée sur la simulation de la structure cellulaire de la détonation dans des suspensions de particules d'Al dans l’air ou l'Oxygène. Nous pouvons ainsi prévoir la taille du nuage de particules d'Al assurant la transition à la détonation et l'énergie d'amorçage pour des particules de taille donnée. Nous avons aussi simulé, pour la première fois dans ces suspensions, une détonation hélicoïdale et défini son domaine d'existence. Des prédictions préliminaires ont été réalisées pour des suspensions liquides.

4. Explosifs condensés hétérogènes : (Coll. Institut de Chimie-Physique, Moscou) La célérité de détonation diminue avec le diamètre de la charge explosive. Au dessous d’un diamètre critique, la détonation ne peut pas être installée. Nous avons étudié expérimentalement cet effet de diamètre dans du Nitrate d'Ammonium, seul ou en mélange avec de l’Aluminium, et dans des mélanges de Nitrométhane et de grains de Perchlorate d’Ammonium. Des domaines très larges de richesse et de taille de particules ont été explorés. Des modèles physiques décrivant le com-portement de ces explosifs ont été développés et les paramètres des équations d'état (HOM modifié) et de cinétique chimique réduite ont été ajustés.

5. Explosifs liquides homogènes : Une hypothèse de transfert entre réactifs et produits est nécessaire pour construire l’équation d’état du mélange réactif. Pour les deux hypothèses les plus éloignées, nous avons défini rigoureusement les propriétés du mélange en fonction de celles des composants. Nous avons observé une influence marquée de l’hypothèse sur les longueurs chimiques et diamè-tres critiques et, selon la précision des lois de comportement, des profils de réaction différents pour une même hypothèse. Ces résultats sont im-portants car les instabilités caractérisant la déto-nation des explosifs liquides à l’approche du diamètre critique dépendent du profil de réaction.

6. Détonations basse-vitesse dans les supernovae : (Coll. Institut Astronomie&Astrophysique, Bruxelles) La décomposition du plasma Carbone-Oxygène 50%-50%, représentatif des supernovae de type Ia, est réalisée en 3 étapes exo-énergétiques. Nous avons étudié les influences combinées du détail du réseau nucléaire et de la divergence de l’écoulement sur les conditions de propagation d’une détonation thermonucléaire. Les longueurs de combustion, totale ou intermédiaires, calculées avec notre réseau très détaillé peuvent être 200 fois plus petites qu’avec les réseaux réduits utilisés ailleurs. Deux régimes de détonation courbe basse-vitesse à nucléosynthèse très incomplète ont été mis en évidence, chacun associé aux 2 étapes intermédiaires de libération d’énergie. Ces résultats contribuent aux analyses spectro- ou photométriques des courbes de lumière et, donc, au débat, toujours ouvert, sur la nature de l’onde de combustion dans une supernova.

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