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Dynamique des fluides et des plasmas [Fluid and plasma dynamics] (Aqua)
Faculté des Sciences / faculty of Sciences - Physique (unité ULB106)

Unité de recherche en dynamique des fluides et des plasmas - Association EURATOM-ETAT BELGE/ULB pour la fusion.- Modélisation et simulation numérique d'écoulements turbulents en particulier en relation avec la fusion thermonucléaire contrôlée (projet ITER). - Développement de méthodes statistiques pour la description des plasmas de fusion. [Research unit in fluid and plasma dynamics - Association EURATOM-BELGIAN STATE/ULB for fusion.- Modeling and simulation of turbulent flows with particular focus on controlled thermonuclear fusion applications (ITER project)- Development of statistical methods for the description of fusion plasmas.]



coordonnées / contact details


Dynamique des fluides et des plasmas [Fluid and plasma dynamics]
tel +32-2-650.58.16, fax +32-2-650.58.24, fdeneyn@ulb.ac.be
http://aqua.ulb.ac.be
Campus de la Plaine, Bâtiment NO, niveau 06
CP231, boulevard du Triomphe, 1050 Bruxelles

Pour en savoir plus, consultez le site web de l'unité.



responsable / head


Bernard KNAEPEN


composition / members


Michel ALBRECHT-MARC Alejandro BANON NAVARRO Léon BRENIG Benjamin CASSART Yassin CHAFFI Fabienne DE NEYN Cristian Constantin LALESCU Pierre MOREL Giorgio SONNINO Stijn VANTIEGHEM Jean WALLENBORN Boris WEYSSOW


projets / projects


Physique des plasmas de fusion [Fusion plasma physics]
Théorie cinétique et modélisation des processus de transport dans les plasmas. Etude théorique et numérique de la turbulence dans les plasmas confinés magnétiquement. Influence du chauffage par injection d'ondes électromagnétiques sur les plasmas dans les tokamaks. Caractérisation des trajectoires de particules chargées dans des champs électromagnétiques complexes. Simulation gyrocinétiques. [Kinetic theory and modelling of transport processes. Theoretical and numerical study of turbulence in magnetically confined plasmas. Influence of radio-frequency heating on tokamaks plasmas. Characterisation of charged particle trajectories in complex electromagnetic fields. Gyrokinetic simulations.]

Modélisation et simulation d'écoulements turbulents conducteurs dans la limite des faibles nombres de Reynolds magnétiques. [Modelling and simulation of turbulent conductive flows in the limit of a low magnetic Reynolds number.]
Modélisation et simulation d'écoulements turbulents conducteurs dans la limite des faibles nombres de Reynolds magnétiques. [Most fluid flows encountered in real life fall into the category of turbulent flows. As such, they are characterised by very complex motions that can be qualified as chaotic and random. The prediction of the evolution of turbulent flows is a complex but important task as such flows are essential ingredients in many physical systems and industrial applications. In this research, the focus is placed on the study of turbulent conductive flows in the limit of a vanishing magnetic Reynolds number. In this limit, the motion of the conductive flow can be significantly influenced by an electromagnetic field but cannot appreciably retroact on it. For instance, magnetic fields are used to control flow evolution in the steel industry and the crystallisation of semiconductor crystals. Interaction of liquid metals with magnetic fields is also an essential question in the design of coolant blankets for nuclear fusion reactors. Although widely used in technological applications, the interaction of conductive flows with applied electromagnetic fields in turbulent situations still cannot be predicted in a satisfactory manner. We will study this interaction further. Since no exact mathematical framework is available to solve turbulent flow problems, there is currently a great need for efficient numerical tools to predict them. In order to analyze and predict the kinds of flows encountered in real-world applications, a versatile simulation code will be developed. Different approximate methods will be incorporated in this code, among them the method of large-eddy simulations in which only the large-scale structures of a flow are predicted while the influence of the small scales is taken into account through a model. Using the numerical tools developed, we plan to study in detail the physics of this flow-magnetic-field interaction. In particular, a careful examination of the influence of wall boundaries on the core flow will be performed. Attention will also be focused on the modification by the magnetic field of the ability of the flow to transport heat and particles. As the findings of the planned research will have a clear potential impact on different industrial activities, a particular effort will be made to find partners in industry and transfer part of the know-how gathered.]

Etude théorique et numérique de la turbulence hydrodynamique et magnetohydrodynamique [Theoretical and numerical study of hydrodynamic and magnetohydrodynamic turbulence]
Développement de simulations de grande échelle et application aux écoulements hydrodynamiques et magnetohydrodynamiques turbulents. Cette technique est basée sur une séparation d'échelles : les structures les plus petites sont modélisées alors que les plus grandes sont simulées directement. [Development of large eddy simulations and application to hydrodynamic and magnetohydrodynamic turbulent flows. This technique is based on a scale separation: The smallest structures are modelled while the largest scales are simulated directly.]

Fondements de la mécanique statistique de non-équilibre [Foundation of Nonequilibrium Statistical Mechanics]
Dérivation rigoureuse d'équations autonomes exactes à partir d'une description dynamique élargie de systèmes dans la limite thermodynamique. Examen des comportements irréversibles de modèles simplifiés. [Rigourous derivation of autonomous exact kinetic equations, starting from an enlarged dynamical description of systems in the thermodynamical limit. Irreversible behavioural study of simplified models.]

Etude des particules atmosphériques [Study of airborne particles]
Caractérisation physique et chimique des particules atmosphériques en environnement urbain [Physical and chemical characterisation of airborne particles in urban environment]



publications





theses


LESSINNES Thomas, Modélisation de la turbulence magnétohydrodynamique. Application à l'effet dynamo. Dir. Daniele Carati, 2010

MORADI Sara, Transport Analysis in Tokamak Plasmas. Dir. Daniele Carati & Boris Weyssow, 2010

TEACA Bogdan, Numerical simulations of transport processes in magnetohydrodynamic turbulence. Dir. Daniele Carati & Dan Grecu, 2010

VIRÉ Axelle, Study of the dynamics of conductive fluids in the presence of localised magnetic fields. Application to the ''Lorentz Force Flow meter''. Dir. Bernard Knaepen, 2010

VANHAELEN Quentin, On the nonequilibrium thermodynamics and dynamics of a deformable interface between two electro-magnetically controllable fluids. Dir. Daniele Carati & Boris Weyssow, 2010

GUPTA Abinhav,Losses of heat and particles in the presence of strong magnetic field perturbations,Dir. Daniele Carati & Mikhail Tokar (FZ Jülich, Allemagne), 2009

KINET Maxime,MHD turbulence at low magnetic Reynolds number : spectral properties and transition mechanism in a square duct,Dir. Bernard Knaepen, 2009

PILIPENKO Denis,Influence of ion cyclotron resonance heating on transport of seeded impurities in the tokamak plasmas,Dir. Daniele Carati & Boris Weyssow, 2005

DEBLIQUY Olivier,Pseudo-spectral methods applied to hydrodynamic and magnetohydrodynamic turbulence,Dir. Daniele Carati, 2004

CARATI Daniele,Large-eddy simulation for turbulent flows: from mathematical foundations to practical applications, 2001

LOUIES Stéphane,General properties and resummations of series expansions for nonlinear dynamical systems,Dir. Léon Brenig, 2000

VANDEN EIJNDEN Eric,Contribution to the statistical theory of turbulence, application to anomalous transport in plasmas, Dir. Radu Balescu, 1997

CHRIAA Khalid,Etude des plasmas turbulents par le développement d'une méthode itérative de filtrage spatial : Application au transport anormal,Dir. Daniele Carati, 1997

DAANOUN ALI.,Etude theorique des transitions de phase des dispersions colloïdales en présence de forces de dépletion,Dir. Marc Baus, 1996

OTTINGER Jean-Luc,Etude de la turbulence développée à l'aide d'un modèle scalaire simple : Le modèle de cascade,Dir. Daniele Carati, 1996

MUSEUX Jean-Marc,Etude semi-classique de l'équilibre d'ionisation et de la conductibilité électrique d'un plasma d'hydrogène dense partiellement ionisé,Dir. Jean Wallenborn, 1995

GORIELY Alain,Contribution à l'étude des phéonomènes d'intégrabilité et de non-intégrabilité des systemes dynamiques par la méthode de l'analyse de singularités,Dir. Léon Brenig, 1994

DA ROCHA FILHO Tarcísio Marciano,Contribution to the theory of star-unitary transformations in non-equilibrium statistical mechanics,Dir. Léon Brenig, 1991

CARATI Daniele, Développement et application des méthodes du groupe de renormalisation a l'étude de la turbulence hydrodynamique, Dir. Léon Brenig, 1991



collaborations


Prof. P. Moin, Stanford University, Center for Turbulence Research, Stanford CA, Etats-Unis (USA)

Prof. Grégoire Winckelmans, Université Catholique de Louvain, Centre for Systems Engineering and Applied Mechanics, Louvain-la-Neuve, Belgique

Prof. Mahendra Verma, Indian Institute of Technology, Department of Physics, Kanpur, Inde

Prof. Frank Jenko, Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Garching, ALLEMAGNE (REP.FED.)

Prof. Andre Thess, Ilmenau University of Technology, Department of Mechanical Engineering, Ilmenau, ALLEMAGNE (REP.FED.)

Prof. Sergei Molokov, Coventry University, Applied Mathematics Research Centre, Coventry, Grande-Bretagne

Dr. Constantinescu, Dr. M. Negrea, Dr. I. Petrisor, Dr. N. Pometescu, Dr. G. Steinbrecher, University of Craiova, Dep. of Applied Mathematics & Department of Physics, Craiova, Roumanie

Prof. Alkis Grecos & Dr. Ioannis Sarris, University of Thessaly, Laboratory of Fluid Mechanics, Volos, Grèce

Dr. Ivan Pavlenko, Kharkiv National University, Department of Physics and Technology, Kharkiv, UKRAINE (REP.D')

Prof.r J.A. Domaradzki, University of Southern California, Department of Aerospace and Mechanical Engineering, Los Angeles, Etats-Unis (USA)

Prof. Franck Plunian, Université Joseph Fourier, Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique, Grenoble, France



prix / awards


Prix Francqui 1970 - Radu BALESCU

Docteur Honoris Causa, Université de Craiova (Roumanie), 1993 - Radu BALESCU

Prix quinquénnal de la Fondation Ochs-Lefebvre décerné par la Classe des Sciences de l'Académie Royale de Belgique (1999). - Daniele CARATI

Grant EURYI 2005 - Bernard KNAEPEN



savoir-faire/équipements / know-how, equipment


Bibliothèque EURATOM



mots clés pour non-spécialistes / keywords for non-specialists


fusion hydrodynamique magnétohydrodynamique physique plasma


disciplines et mots clés / disciplines and keywords


Mécanique des fluides Métallurgie Physique Physique des plasmas Physique statistique classique et relativiste Physique théorique et mathématique

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