Description du projet
De nouvelles recherches pour comprendre la physique des écoulements turbulents des fluides supercritiques
Au-delà de leur température et de leur pression critiques, les fluides agissent comme des gaz hautement comprimés, combinant les propriétés des gaz et des liquides de manière intrigante. Comprendre la physique des écoulements riches dans des conditions supercritiques (par exemple, avec des variations soudaines des propriétés thermodynamiques ou des fluides à absorbance élevée) est d’une importance cruciale pour les ingénieurs dans tous les domaines. Le projet CRITICAL, financé par l’UE, entend approfondir notre compréhension de la physique des écoulements turbulents des fluides supercritiques. Les chercheurs s’efforceront d’obtenir davantage d’informations sur le processus par lequel un écoulement laminaire devient turbulent, ou d’identifier précisément comment les effets compressibles influencent le transfert de chaleur dans les écoulements turbulents. La mise en lumière de ces mécanismes favorisera des percées pour diverses applications d’ingénierie, notamment en ce qui concerne les centrales solaires à concentration d’envergure industrielle et l’efficacité des systèmes de propulsion.
Objectif
From concentrated solar power plants to rocket engines, energy conversion systems are continually re-engineered to perform ever better. Often this involves fluids being pushed into the supercritical region, where highly non-ideal thermodynamic effects are at play. Yet, our fundamental understanding of flow physics at such conditions lags behind to successfully realize these exciting engineering applications. Especially, the sharp variations in thermophysical properties and the high optical density at supercritical pressures lead to significantly richer flow physics and even more intricate phenomena in turbulence. In three work packages, I will (1) elucidate laminar-turbulent transition; (2) unravel compressible effects on turbulence; and (3) unveil turbulence-radiation interactions, ranging from the critical point to conditions far into the supercritical region of a fluid. Exploiting my recent achievements, I will perform the first study of its kind, combining advanced hydrodynamic stability analysis, novel multi-physics simulation tools, and original experiments with infrared thermography to identify and characterize new flow physics in the supercritical fluid region. The results will reveal how and when flows in the non-ideal region transition to turbulence, how strong compressibility affects turbulent heat transfer, and how the higher optical density of a fluid interacts with turbulence. Uncovering these mechanisms will actively contribute to a breakthrough in a wide range of emerging technologies, from utility-scale concentrated solar power plants to more powerful and efficient propulsion systems.
Champ scientifique
- natural sciencescomputer and information sciencescomputational sciencemultiphysics
- natural sciencescomputer and information sciencessoftwaresoftware applicationssimulation software
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsenergy conversion
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energysolar energyconcentrated solar power
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
2628 CN Delft
Pays-Bas