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Interaction of Elasto-inertial Turbulence and material microstructure – INTER-ET

Description du projet

Révolutionner notre compréhension de la turbulence des fluides élastiques

La manipulation et le transport de fluides complexes représentent une part importante de la consommation mondiale d’énergie. L’amélioration de leur mélange et de leur transfert de chaleur pourrait conduire à des avancées majeures dans les processus de diverses industries. En introduisant de petites quantités de polymères, les fluides peuvent devenir viscoélastiques, ce qui leur confère des propriétés uniques, telles que la réduction de la friction turbulente et de la puissance de pompage à grande échelle ou la génération de nouvelles turbulences à petite échelle. Cette turbulence à petite échelle offre un grand potentiel pour améliorer les processus de mélange, de transfert de chaleur et de nettoyage. Toutefois, la compréhension limitée de la turbulence élastique et de la turbulence inertielle élastique restreint leur application. Le projet INTER-ET, financé par le CER, vise à transformer notre compréhension de la turbulence des fluides élastiques et de ses interactions avec les microstructures des matériaux grâce à des simulations synergiques et à des expériences jusqu’ici irréalisables.

Objectif

Transport and handling of complex fluids is an important contributor to World energy consumption (10% is estimated to come from pumping suspensions), and improving their mixing and heat transfer is a key for new applications from process industry to medicine. A tiny amount of polymers, making the fluid viscoelastic, can completely change its flow, reducing turbulent friction and pumping power by around 70 % at large scales, but creating a whole new kind of turbulence at small scales. Elastic turbulence has recently received exponentially increasing attention, as a promising way to increase mixing and heat transfer at small scales (e.g. lab-on-a-chip applications), efficient cleaning and storage of fluids in the ground, but also as undesired source of chaotic flow paths and friction (cell sorting, blood flow). However, large gaps exist in understanding elastic and elasto-inertial turbulence, between conflicting experiments and theories, and multiscale interactions needed to sustain it.
The INTER-ET proposal will revolutionize the state-of-the-art understanding of elastic fluids turbulence and its interaction with material microstructure, by synergetic simulations and experiments that were impossible until now. This will be achieved by our high-fidelity methods that for the first time enabled three-dimensional studies of elastoviscoplastic fluid turbulence, suspensions of tens of thousands of particles, and experimental time-resolved measurements on microscale. Theories for Newtonian turbulence do not hold for elastic fluids, and there is an urgent need for improved theories and models in wall-bounded turbulence of complex fluids. INTER-ET proposal aims to: i) perform the first simulations and experiments of EIT in matching wall-bounded geometries, ii) apply methods for direct experimental measurement of time-resolved stress fields and compare with simulations, iii) improve microscopic models and predictions of elastic instability and turbulence.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-COG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

KUNGLIGA TEKNISKA HOEGSKOLAN
Contribution nette de l'UE
€ 2 000 000,00
Adresse
BRINELLVAGEN 8
100 44 Stockholm
Suède
Région
Östra Sverige Stockholm Stockholms län
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 000 000,00

Bénéficiaires (1)