Instabilité de metal pad roll : théorie, simulations directes et une idée expérimentale
Orateur : Wietze Herreman, Université Paris-Saclay, LISN
Résumé : A l’intérieur des cellules de réduction d’Aluminium et des batteries à métaux liquides on trouve deux ou trois couches de liquides superposées, traversées par d’intenses courants électriques. Cela engendre des écoulements magnétohydrodynamiques très divers que l’on cartographie depuis quelques années dans notre équipe de recherche à Orsay. Dans ce séminaire, je résume nos travaux sur le phénomène de l’instabilité de metal pad roll. Il s’agit d’un mouvement d’onde tournante qui se crée spontanément aux interfaces entre les différents liquides, sous l’effet déstabilisant de la force de Lorentz. A l’aide d’une méthode perturbative, nous mettons en place une théorie de stabilité qui atteint un niveau de précision inégalée. Ceci est démontré à l’aide de simulations numériques directes que nous avons menées avec la version multi-phasique de notre code SFEMaNS. Une prédiction originale de notre modèle théorique est qu’il semble possible de réaliser une expérience de taille centimétrique, à température ambiante avec une couche de gallium au dessus d’une couche de mercure. Notre dernier travail en date consiste en l’extension du modèle théorique et des simulations vers des systèmes de trois couches, vers des batteries à métaux liquides. On montre qu’en présence de trois couches, l’instabilité est potentiellement plus ‘’équilibrée’’. Grâce à ce modèle on arrive à estimer à partir de quelle taille de batterie on s’attend à avoir cette instabilité de métal pad roll.
Date et lieu : Vendredi 06/05 11h, salle de séminaires IRPHE.
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