29 avril 2021

Webinaire James G. Brasseur

James Brasseur (Jim) est actuellement professeur en science aérospatiale à l'Université du Colorado à Boulder après 27 ans en tant que professeur en mécanique, biomédical et mathématiques à Pennsylvania State University, où il est professeur émérite. Le Dr Brasseur est un dynamicien des fluides possédant une vaste expertise dans deux domaines de recherche généraux: (1) la physique de la turbulence, la théorie et la simulation, et la modélisation dans le cadre de la simulation des grands tourbillons, avec une application à la dynamique non linéaire fondamentale, la turbulence atmosphérique, l'aérodynamique des combustions turbulentes; (2) la mécanique des fluides et des solides intégrée dans la physiologie et la fonction du tractus gastro-intestinal (GI) et l'administration de médicaments dans le tractus gastro-intestinal, y compris la dissolution, le transport et l'absorption. Le Dr Brasseur a siégé aux conseils d'administration de l'American Physical Society (APS), de l'APS Division of Fluid Dynamics et de deux sociétés médicales. Il a été président de la «Dysphagia Research Society» (une société médicale) et président fondateur du groupe thématique APS sur la physique du climat. Le Dr Brasseur est membre de la "Johns Hopkins Society of Scholars" et membre de l'"American Physical Society" par le biais de la Division dynamique des fluides.
The Dramatic Transition in Atmospheric Boundary Layer Turbulence Structure from Neutral towards Convective, and the Development of Large-scale Rolls

Abstract: The “neutral” boundary layer is driven entirely by mean shear. The rough-surface daytime atmospheric boundary layer (ABL), however, is driven both by mesoscale winds and surface heating, and the scale and structure of ABL turbulence eddies depend on the relative contributions of buoyancy-driven vertical motions and shear-generated horizontal fluctuations. This balance is characterized by the global stability parameter -zi/L, the ratio of boundary layer depth zi and Obukhov length scale L < 0. Nevertheless, the canonical daytime ABL is commonly modeled as neutrally stable (-zi/L = 0), a model that we show does not properly characterize daytime ABL turbulence. Using carefully designed large-eddy simulation, we study the transition between the fully shear-driven neutral ABL with strong surface “streak” structure, and the unstable "moderately convective" ABL characterized by very-large-scale roll structure. We discover that the addition of extremely low levels of surface heat flux to a previously neutral ABL suddenly creates a new, and very different, ABL structure that initiates at a critical stability state -zi/L ≈ 0.4. My hope is that the description of this critical state will excite theoreticians and experimentalists to explore the underlying mechanisms that, we show, initiates a new receptivity to buoyancy—a receptivity where, in the supercritical states, further increases in surface heating stimulate strong interactions between shear-driven surface layer streaks and convectively-driven thermals in the mixed layer, leading to a “maximally coherent” large-scale roll structure at -zi/L ≈ 1.

Acknowledgements: This work was a collaboration with Dr. Balaji Jayaraman, currently Research Consultant and Scientist, SciAI LLC, USA, and was supported by DOE/EERE. The study was recently published in JFM (doi:10.1017/jfm.2021.3).

29 avril 2021, 16h3017h30
Wébinaire (contacter F. Romano pour obtenir le lien)

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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.