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Pierre
TRONTIN

Discipline(s) enseignée(s)

Pierre Trontin a été nommé professeur en 2021 à l’UCB Lyon 1 au sein du Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique (LMFA). Il a bénéficié de la chaire du Labex iMUST en 2021.

Thèmes de recherche

Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques, écoulements multi-physiques, physique du givrage.

Mots clés :
simulation numérique, diphasique, modélisation multi-échelles, multi-physiques.

Activités / CV

Pierre Trontin est diplômé de l’ISAE-Supaero. Après une thèse de doctorat à l’Onera sur la simulation numérique des écoulements diphasiques avec interface, il est recruté comme ingénieur de recherche à L’Onera. Il a travaillé pendant 10 ans au Département Multi-Physique pour l’Energétique (DMPE), notamment sur la modélisation du givrage en vol. Il a rejoint l’UCB Lyon 1 et le Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique (LMFA) en 2021. Il travaille sur la simulation des écoulements diphasiques.

Les écoulements multiphasiques impliquant plusieurs phases non miscibles comme par exemple une suspension de gouttes ou de particules solides, un panache de bulles, l’impact d’un jet, la désintégration d’une nappe liquide, le ruissellement et le mouillage d’un film sur une paroi, ou encore l’accrétion de glace, sont impliqués dans de nombreux secteurs. Les applications concernent notamment l’industrie (atomisation de carburant dans une chambre de combustion, réacteur à lit fluidisé, étalement d’une peinture, aquaplaning, antigivrage d’un aéronef, …), la santé (nébulisation et transport d’aérosols médicamenteux, …) ou l’environnement (épandage, prévision des crues …). Ces écoulements sont par nature multi-physiques couplant de nombreux effets comme la dynamique, la thermique, les transferts de masse et de chaleur (changements de phase) ou les interactions fluide/paroi. A ces couplages s’ajoute un caractère multi-échelles sans séparation évidente entre les grandes et les petites échelles.

 

        
Figure 1: déstabilisation d'un film liquide tombant en ruisselets
(extrait de la thèse de J. Lallement).  
 


Figure 2: fragmentation d'une nappe cisaillée  (extrait de IJMF 2010).

                                                      

La simulation numérique d’un écoulement multiphasique réaliste comporte un grand nombre de degrés de liberté, ce qui rend coûteux voire inaccessible la résolution simultanée de toutes les échelles en jeu. La simulation aux grandes échelles est une approche où seules les plus grandes échelles sont résolues avec un modèle dit de sous-maille pour prendre en compte l’action des petites échelles sur les plus grandes. La modélisation de la fermeture des termes d’échelle sous-maille reste un défi de taille pour les applications diphasiques où des difficultés supplémentaires apparaissent par rapport au cas monophasique, notamment liées aux couplages additionnels avec les échelles interfaciales. Dans l’approche dite structurelle, les contributions sous-maille sont construites en évaluant les champs non résolus à partir de ceux résolus (méthode ADM ou Approximate Deconvolution Model par exemple). Dans le cadre de cette approche, nous proposons d’utiliser des outils d’intelligence artificielle pour la construction des termes sous-maille. A partir de simulations numériques directes (DNS) haute fidélité où toutes les échelles sont résolues, un réseau de neurones est entraîné pour reconstruire l’information sous-maille (une densité d’aire interfaciale pour un écoulement à phases séparées par exemple) en fonction des champs résolus (comme la fraction volumique de liquide). Des premiers résultats ont été obtenus dans le cadre d’une nappe liquide plane cisaillée par un courant gazeux dans un domaine périodique.
 

Bibliographie:

- L. Bennani, P. Trontin, R. Chauvin, and P. Villedieu. A non-overlapping optimized Schwarz method for the heat equation with non linear boundary conditions and with applications to deicing. Comput. & Math. with Appl., 80(6) :1500–1522, 2020.
- P. Trontin, J. Lallement, and P. Villedieu. A conservative Saint-Venant type model to describe the dynamics of thin partially wetting films with regularized forces at the contact line. ESAIM : Procs., 69 :79–103, 2020.
- R. Chauvin, L. Bennani, P. Trontin, and P. Villedieu. An implicit time marching galerkin method for the simulation of icing phenomena with a triple layer model. Finite Elements in Analysis and Design, 150 :20–33, 2018.
- P. Trontin, S. Vincent, J.L. Estivalezes, and J.P. Caltagirone. Direct numerical simulation of a freely decaying turbulent interfacial flow. Int. J. Mult. Flow., 36 :891–907, 2010.


 

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