Lattice Boltzmann Modeling of Complex Flows for Engineering Applications
La nature présente en permanence un grand nombre de phénomènes complexes et multi-échelles qui, dans de nombreux cas, impliquent la présence d'un ou de plusieurs fluides qui s'écoulent, fusionnent et évoluent autour de nous. Depuis son apparition à la surface de la Terre, l'humanité a tenté d'exploiter et de dompter les fluides à ses fins, probablement en commençant par la machine d'Héro pour ouvrir les portes du temple de Sérapis à Alexandrie, pour arriver aux systèmes de propulsion et aux actionneurs modernes. Aujourd'hui, nous savons que la mécanique des fluides est à la base d'innombrables applications scientifiques et techniques, des plus petites échelles physiques (nanofluidique, motilité bactérienne et écoulements diffusifs dans les milieux poreux) aux plus grandes (de la production d'énergie dans les centrales électriques à l'océanographie et à la météorologie). Il est essentiel d'approfondir la compréhension du comportement des fluides à toutes les échelles pour le progrès de l'humanité et pour un avenir plus durable et plus efficace.
Depuis les toutes premières années du troisième millénaire, la méthode de Boltzmann sur réseau (LBM) a connu une croissance exponentielle de ses applications, en particulier dans les domaines liés à la simulation d'écoulements de matière complexe et molle. La méthode LBM a en effet fait preuve d'une polyvalence remarquable dans différents domaines d'application, depuis les matériaux nanoactifs, les écoulements à surface libre et les écoulements multiphasiques et réactifs jusqu'à la simulation des processus à l'intérieur des moteurs et des machines à fluides. Le LBM est basé sur une formulation optimisée de l'équation cinétique de Boltzmann, qui permet la simulation de particules fluides, ou plutôt de quasi-particules, d'un point de vue mésoscopique, ce qui permet d'inclure des interactions physiques plus fondamentales par rapport aux schémas standard adoptés avec les solveurs Navier-Stokes, basés sur l'hypothèse du continuum.
Dans cet ouvrage, les auteurs présentent les avancées les plus récentes de l'application de la LBM à des phénomènes d'écoulement complexes d'intérêt scientifique et technique, en mettant particulièrement l'accent sur la modélisation multi-échelle de la catalyse hétérogène dans des milieux nanoporeux et des écoulements multiphasiques et multicomposants.
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Dernière modification: 2024.11.14 07:32 (GMT)