Description du projet
Modéliser le moment et la manière dont les fluide à contrainte d’écoulement suivent le courant
Les colloïdes, les microgels, les émulsions, les mousses, les pâtes et les boues ont tous quelque chose en commun: ils appartiennent à une classe intéressante de matériaux connus sous le nom de fluides à contrainte d’écoulement. Ces fluides ne s’écoulent que lorsqu’ils sont soumis à une charge supérieure à une certaine valeur critique. Dans le cas contraire, ils adoptent un état de type solide. Ces caractéristiques d’écoulement complexes sont difficiles à prévoir, non seulement en raison de la nature des matériaux eux-mêmes, mais aussi parce qu’elles dépendent de ce dans quoi, ou autour de quoi, les matériaux s’écoulent. Malgré leurs applications très répandues, notamment dans l’alimentation, les produits pharmaceutiques, la construction, l’extraction du pétrole, les lubrifiants, les revêtements, etc., nous sommes encore loin de comprendre et de prédire leurs comportements et de les concevoir de manière rationnelle pour des utilisations spécifiques. Le projet RheoYield, financé par l’UE, utilise des outils théoriques et informatiques dans une approche à plusieurs échelles pour mieux comprendre la façon dont les comportements macroscopiques des fluides à contrainte d’écoulement émergent des constituants microscopiques.
Objectif
Yield stress fluids defy our conventional notions of liquid and solid, keeping their shape as soft solids at low loads, yet yielding and flowing like liquids at larger loads. They can then suffer arbitrarily large deformations in this liquid state, but will recover a solid state if the load is removed. Their internal microstructure and macroscopic shape are thus determined directly by the processing history they experience. Such materials are all around us: in colloids, microgels, emulsions, foams, pastes, slurries, and their biological counterparts. They find widespread applications in foods, pharmaceuticals, construction, oil extraction, lubricants, coatings, etc. Despite this importance to so many engineering processes, we still do not understand how their remarkable macroscopic rheological (deformation and flow) properties emerge out of the collective dynamics of their constituent microscopic substructures: colloid particles, microgel beads, emulsion droplets, etc. Addressing key questions emerging from recent experiments, RheoYield aims to build new theories to inform and potentially transform our understanding of the rheology of yield stress fluids. Within a multiscale approach, the project will capitalise on rapid recent progress in understanding how microscopic rearrangement events cooperate to give macroscopic flow. Using theoretical and computational tools that I have recently developed, and new ones that will be developed here, RheoYield aims to: 1. Identify the microscopic changes that take place in a soft solid as it slowly yields into a fluidised state. 2. Understand the profound influence of boundary physics on bulk yielding. 3. Develop the first microscopically founded continuum constitutive model that captures all the key features of yield stress rheology. 4. Establish a microscopically founded computational fluid dynamics of yield stress fluids. 5. Develop basic new science underpinning strategies for the optimised control of yield stress rheology.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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