12 mai 2022

Wébinaire Christopher MacMinn

Chris est professeur associé au département des sciences de l'ingénieur à Oxford. Il a obtenu son doctorat en génie mécanique au MIT, après quoi il a été chercheur postdoctoral au Yale Climate & Energy Institute de l'université de Yale avant de rejoindre Oxford en 2013. Son groupe de recherche à Oxford - le Poromechanics Lab - est une équipe interdisciplinaire d'ingénieurs, de physiciens, de mathématiciens et de géoscientifiques. Ils étudient une variété de problèmes liés à l'écoulement, au transport et à la déformation dans les milieux poreux, avec des applications dans les matériaux mous et l'ingénierie de subsurface. Le fil conducteur de tous leurs travaux est la combinaison de la modélisation mathématique et d'expériences à haute résolution pour mieux comprendre les systèmes naturels et industriels complexes. Leurs travaux ont bénéficié du soutien de la Royal Society, du UK Engineering and Physical Sciences Research Council et du Conseil européen de la recherche.
Fluid-fluid phase separation in a soft porous medium

Abstract: The interactions of two fluids within a porous medium depend strongly on flow conditions, wettability, and the structure of the pore space. At the pore scale, these interactions are characterised by the formation of wetting films that coat solid surfaces and occupy corners and throats, and the formation of non-wetting blobs that occupy larger pore bodies. The invasion of non-wetting blobs into narrow throats is energetically unfavorable, but it can be forced with a sufficiently high pressure gradient. In a soft porous medium, where the pore structure can deform in response to the flow, the most striking feature of two-fluid-phase flow is the tendency of the non-wetting phase to enlarge the pore space by pushing the solid grains apart, to the point of forming macroscopic cavities in the medium. These cavities can be much larger than the pore scale, and they form spontaneously when the energetic benefit of reducing the Laplace pressure exceeds the energetic cost of deforming the solid skeleton. Here, we consider this process through the lens of phase separation, where a non-wetting phase separates (or not) from a fluid-fluid-solid mixture. Motivated by experimental observations, we construct a phase-field model in which two immiscible fluids interact with a poroelastic solid skeleton. Our model captures the competing effects of elasticity, confinement, flow, and fluid-fluid-solid interactions. We then use our model to consider an initial distribution of non-wetting fluid in the pore space that separates into multiple cavities. We identify the key parameters that control phase separation, the conditions that favor the formation of cavities, and the characteristic size of the resulting cavities. Our results have implications for a wide variety of natural and industrial systems, such as the nucleation and growth of gas bubbles in lake beds and waste ponds.

12 mai 2022, 16h3017h30
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08 décembre 2022

Webinaire Fabian Denner

Fabian Denner a obtenu son doctorat à l'Imperial College de Londres en 2013 sur les méthodes numériques pour les écoulements multiphasiques avec tension de surface, suivi d'un post-doc à l'Imperial College. En 2015, Fabian a obtenu une bourse prestigieuse

Fabian Denner a obtenu son doctorat à l'Imperial College de Londres en 2013 sur les méthodes numériques pour les écoulements multiphasiques avec tension de surface, suivi d'un post-doc à l'Imperial College. En 2015, Fabian a obtenu une bourse prestigieuse du Conseil de recherche en ingénierie et en sciences physiques (EPSRC) du Royaume-Uni, avec laquelle il a poursuivi ses travaux fructueux sur les écoulements avec tension de surface et a étendu ses recherches à de nouveaux domaines, tels que les écoulements compressibles et chargés de tensioactifs. Depuis 2018, Fabian est professeur junior de modélisation des écoulements multiphasiques à l'Otto-von-Guericke-Université de Magdebourg (Allemagne). Ses recherches tournent autour du développement de méthodes numériques et d'outils logiciels pour prédire les écoulements multiphasiques, et de l'application de ces méthodes pour répondre aux questions liées à la physique et aux applications de ces écoulements. Actuellement, les travaux de Fabian se concentrent sur les écoulements interfaciaux avec des surfactants, les écoulements viscoélastiques, les écoulements multiphasiques dans les applications biomédicales, ainsi que sur la cavitation et l'acoustique.