LPMC

Partenaires

CNRS UNS
UCA



Rechercher

Sur ce site

Sur le Web du CNRS


Accueil du site > Recherche > Prix & Distinctions > « Focus on Fluids » dans la revue Journal of Fluid Dynamics

« Focus on Fluids » dans la revue Journal of Fluid Dynamics

L’article intitulé "Tunable fall velocity of a dense ball in oscillatory cross-sheared concentrated suspensions", écrit par des physiciens du LPMC, a été le sujet d’un « Focus on Fluids » dans la revue Journal of Fluid Dynamics.

Résumé de l’article :

The fall velocity of a dense large ball in a suspension of neutrally buoyant non-Brownian particles subjected to horizontal oscillatory shear is studied. As the strain amplitude is increased, the velocity increases up to a maximum value before decreasing to the value that it would have in a resting suspension. The higher the frequency is, the stronger the effect is. The falling ball velocity can be largely increased in the presence of the oscillatory cross-shear flow. For instance, for a particle volume fraction of Φ=0.47 it reaches four times the value it has in the unsheared suspension. At small strain amplitudes, it turns out that the velocity of the falling ball is determined by a balance between the steady drag flow, which drives the apparent suspension viscosity toward a high value, and the oscillatory cross-shear, which lessens it. A simple model is proposed to explain the experimental observations at small strain amplitude. The velocity decrease observed at larger amplitude is not completely understood yet.

Chronophotographie Cette chronophotographie illustre la sédimentation d’une bille d’acier millimétrique dans une suspension concentrée de sphères rigides de diamètre 30 micromètres et de même densité que le fluide suspendant. La chute de la bille d’acier a lieu dans l’entrefer d’une géométrie de Couette cylindrique adaptée au moteur d’un rhéomètre. Une oscillation du rotor permet d’appliquer un cisaillement oscillant horizontal à la suspension pendant la sédimentation de la bille d’acier. Lorsqu’aucun cisaillement n’est appliqué, la vitesse de sédimentation est inversement proportionnelle à la viscosité de la suspension comme prédit par la loi de Stokes. Alors que dans un fluide newtonien la superposition d’un cisaillement horizontal n’affecte pas la vitesse verticale de la bille, un comportement différent est observé dans une suspension concentrée. De manière surprenante, l’application d’un cisaillement oscillant permet de significativement augmenter la vitesse de chute dans la suspension (jusqu’à un facteur quatre). Paramètres de la photo : Concentration de la suspension 47% - viscosité de la suspension 58.9 Pa.s - fréquence du cisaillement oscillant 15Hz - Amplitude de la déformation 0.04 - Durée entre deux images successives 20s (i.e 300 oscillations).

PDF - 493.1 ko
Article

Référence : Frédéric Blanc, Elisabeth Lemaire and François Peters (2014). Tunable fall velocity of a dense ball in oscillatory cross-sheared concentrated suspensions . Journal of Fluid Mechanics, 746, R4 doi:10.1017/jfm.2014.160

Mots-clés

Fluides & Matériaux Complexes, (Enseignants-)Chercheurs, Rhéologie des Suspensions