Recherche en microgravité

Modélisation thermo-fluidique en microgravité

Modélisation de niveau recherche et corrélation expérimentale des phénomènes couplés d’écoulement et de transfert thermique en microgravité.

Projet de rechercheTechnologies industrielles et scientifiquesDeux publications évaluées par les pairs
Série temporelle infrarouge et profils latéraux de l’évaporation de gouttes sessiles de HFE-7100 en microgravité et en gravité terrestre avec un champ électrique.
Détail de la figure 6, Kumar et al., npj Microgravity 6, 37 (2020). CC BY 4.0.

Défi et contexte

La recherche portait sur l’évaporation d’une goutte sessile sur un substrat chauffé en microgravité. Le travail nécessitait une représentation numérique tridimensionnelle couplant écoulement et transfert thermique, ainsi qu’une comparaison quantitative avec les observations expérimentales.

Le modèle numérique a évolué avec la compréhension expérimentale afin de soutenir l’interprétation, la prédiction et l’extrapolation, plutôt que de constituer un résultat de simulation isolé.

Contribution

Sanjeev Kumar a développé et adapté un modèle numérique 3D sous COMSOL, analysé les calculs, contribué à la conception et à l’adaptation des expériences ainsi qu’aux recommandations techniques, et rendu compte de l’avancement dans le contexte de recherche soutenu par l’ESA et le CNES.

Approche et expertises

  • Modélisation couplée des écoulements et des transferts thermiques
  • Mise en œuvre numérique sous COMSOL
  • Comparaison quantitative entre modèle et expérience
  • Modélisation prédictive et extrapolation
  • Contribution à la conception et à l’adaptation des expériences
  • Rapports et présentations techniques

Résultats et éléments probants

Le travail a produit un cadre de modélisation validé, utilisé pour interpréter et prévoir le comportement thermo-fluidique dans le programme de recherche. L’ESA et le CNES sont cités uniquement comme contexte de soutien à la recherche, et non comme clients commerciaux d’ALTWHIZ.

Publications et éléments probants

Publications évaluées par les pairs liées aux fondements numériques et expérimentaux présentés dans cette étude de cas.

Série temporelle infrarouge et profils latéraux de l’évaporation de gouttes sessiles de HFE-7100 en microgravité et en gravité terrestre avec un champ électrique.
Figure 6. Série temporelle d’images infrarouges pendant l’évaporation de gouttes sessiles de HFE-7100 en microgravité et en gravité terrestre avec un champ électrique.Source : Kumar et al., npj Microgravity 6, 37 (2020), DOI 10.1038/s41526-020-00128-2. Reproduit sans modification sous licence CC BY 4.0.CC BY 4.0 (s’ouvre dans un nouvel onglet)

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