Temas de investigación - Mecánica
La investigación científica en el departamento de ingeniería mecánica se organiza en torno a dos temas principales asociados a 5 actividades científicas: MFVSI y MSPRO.
La investigación científica en el departamento de ingeniería mecánica se organiza en torno a dos temas principales asociados a 5 actividades científicas: MFVSI y MSPRO.
Tema MFVSI (Materiales y fluidos en la proximidad de superficies e interfaces)
El objetivo es estudiar y comprender los mecanismos de interacción en las interfaces (defectología, ensuciamiento, control del flujo, intensificación de las transferencias, ...). Este tema subraya la voluntad de considerar las interfaces fluido-sólido o sólido-sólido como un verdadero medio por derecho propio, y pretende comprender mejor los mecanismos físicos que intervienen en ellas con vistas a mejorar su funcionalidad (humectabilidad, transferencia de calor, fricción, etc.). La caracterización, así como la predicción del comportamiento en las interfaces, siguen siendo los principales obstáculos científicos que hay que superar, debido a la complejidad de los fenómenos dinámicos que intervienen (contacto, deposición/incrustación, transferencia de masa y calor, tribo-corrosión, fluidos complejos, cambio de fase en medios porosos, etc.).
Diagnóstico del comportamiento en las interfaces.
Este tema engloba las siguientes actividades científicas:
Control de transferencias (moderador:F. Beaubert)
Objetivo: Mejora de las funcionalidades aerotérmicas y aerodinámicas
Resumen: Optimizar las transferencias de masa y calor en condiciones severas (flujo a altas temperaturas y/o velocidades) con el fin de mejorar el comportamiento global (refrigeración, reducción de ruido/vibraciones/consumo, mejora de las relaciones de mezcla,...). Esta optimización se basa principalmente en la gestión de las interacciones/acoplamientos cerca de la pared (fluido-sólido), desde un punto de vista aerotérmico y aerodinámico.
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Interfaces complejas (moderador:D. Méresse)
Objetivo: Comprender y controlar los fenómenos de transporte complejos
Resumen: Caracterizar, comprender y modelizar los mecanismos de deposición de partículas (ensuciamiento), stripping, transporte y su acoplamiento con fluidos portadores (cargados de partículas, espumas húmedas) que interactúan con interfaces complejas (superficies flotantes, microcanales y materiales porosos).
Objetivo: comprender y controlar fenómenos de transporte complejos.
Morfologías y mecanismos multiescala (moderador:R. Vayron)
Objetivo: Desarrollo de herramientas de ayuda a la decisión basadas en la teoría de la información
Resumen : Construir un sistema de información para determinar la integridad y funcionalidad de superficies rugosas. Desarrollar métodos de apoyo a la toma de decisiones basados en una base de datos multiescala y multifísica. Crear mapas multiescala y multifísicos que respondan a problemas de mecanosuperficies.
Thème MSPRO (Matériaux, Structures et Procédés)
Il vise à l’amélioration/prédiction du comportement des matériaux et des structures par le contrôle de leur microstructure/structure (comportement dynamique, fissuration, assemblage, mise en forme). Ce thème s’intéresse à la compréhension, la prédiction et l’amélioration du comportement des matériaux/structures technologiques/humains soumis à des sollicitations sévères lors des procédés de mise en forme ou encore lors des sollicitations d’impact et de crash. La diversité et/ou la variabilité des comportements, les différentes échelles d’observation et les techniques de mesure et de modélisation utilisées sous ces chargements extrêmes sont les aspects fondamentaux et originaux de l’activité de recherche développée dans ce thème.
Ce thème se compose des activités scientifiques suivantes :
Comportement dynamique multi échelles des matériaux et structures architecturés (animatrice : D. Notta Cuvier)
Objectif : Comprendre la dynamique des matériaux et structures architecturés jusqu’à la rupture
Résumé : Connaître les interactions entre les différents paramètres constitutifs (process, microstructure, géométrie,…) et pouvoir les optimiser notamment en développant des couplages aux différents échelles du comportement des matériaux (matériaux du vivant, polymères renforcés, matériaux cellulaires, …) ou des assemblages. Développer des méthodes expérimentales et numériques spécifiques aux chargements extrêmes (dynamique et thermique) afin de capturer les évolutions microstructurales aux interfaces et/ou dans la matière, et en tenant compte de la variabilité.
Méthodes numériques alternatives pour la dynamique sous chargements extrêmes (animateur :C. Hubert)
Objectif : Développer des méthodes numériques alternatives pour la dynamique
Résumé : Etendre les techniques numériques alternatives aux méthodes standards, pour la résolution de problèmes de structures de diverses natures c’est-à-dire, biologiques, métalliques, verres ou composites, soumises à des chargements sévères avec prise en compte de la variabilité dans les modèles. (SPH, DEM Peridynamic)
Les activités scientifiques de chacun des thèmes trouvent tout naturellement leurs applications dans les problématiques de la « mobilité efficace et sûre » (Cf tableau ci-dessous), ou l’allègement des structures par un dimensionnement au plus juste, nécessite des modèles mécaniques plus précis et le choix de matériaux plus légers dans le but d’économiser l’énergie. Les problèmes de durabilité et de fiabilité des structures ainsi que l’émission de particules fines, en particulier dans le secteur ferroviaire, stimulent des recherches avancées dans le domaine de la mécanique de la rupture, des procédés et de l’aérothermique.
| Enjeux \ Thèmes | Thème MFVSI | Thème MSPRO |
|---|---|---|
| Allègement |
Comportement dynamique multi échelles des matériaux et structures architecturés : Maîtrise des transferts : |
Comportement dynamique multi échelles des matériaux et structures architecturés : Méthodes numériques alternatives pour la dynamique sous chargements extrêmes : |
| Efficacité énergétique (systèmes te procédés |
Maîtrise des transferts : Interfaces complexes : |
Morphologies et mécanismes multi échelles : Méthodes numériques alternatives pour la dynamique sous chargements extrêmes : |
| Santé |
Interfaces complexes : Morphologies et mécanismes multi échelles : analyse topologique multi échelle des surfaces (prothèses mammaires) |
Comportement dynamique multi échelles des matériaux et structures architecturés : Méthodes numériques alternatives pour la dynamique sous chargements extrêmes : |