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Université de Bordeaux

Quelques exemples de problèmes aux interfaces

 

En collaboration avec les industriels et laboratoires partenaires, l’équipe SiMFI propose des simulations numériques complexes, faisant intervenir des problèmes aux interfaces. Quelques exemples :

1) Matériaux virtuels pour le stockage de l'énergie thermique à haute température. En interaction avec le groupe thématique « Thermodynamique des milieux hétérogènes » et dans le cadre de l’ANR-PRCI Phasefield, des avancées importantes ont été réalisées dans la recherche de méthodes numériques stables et précises pour simuler le cycle de changement de phase solide/liquide. Une activité innovante portant sur la réduction de modèle a démarré avec pour objectif de réduire la taille des données et des problèmes pour les résoudre en temps réels.


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Références

  • M Li, M Azaiez, C Xu, New efficient time-stepping schemes for the anisotropic phase-field dendritic crystal growth model. Computers & Mathematics with Applications 109 (2022), 204-215.
  • Baché, E., Le Bot, C., del Barrio, E.P., Fereres, S. Effect of domain subdivisions on alloy solidification, 2018, Journal of Energy Storage 17, pp. 228-238
  • Baché, E., Le Bot, C., Fereres, S., Palomo, E.. Off-eutectic binary salt finite volume method, 2014, Energy Procedia 49, pp. 715-724

2) Modélisation Numérique du Malaxage Acoustique de Fluides Énergétiques Chargés.
L’objectif est de réaliser dans Notus des modèles numériques capables de produire des mélanges homogènes en collaboration avec l’industrie. À ce jour, nous avons exploré la question dans le cas d’un milieu diphasique, mono-constituant et incompressible.


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3) Simulation du transport de masse et du transfert aux interfaces solide/solide ou solide/liquide avec ou sans couplage mécano-chimique pour un outil virtuel 3D des transformations de phases et la formation de défauts au cours de l’élaboration de matériaux. Dans ce contexte, une méthodologie spécifique a été développée à partir d’un potentiel des espèces chimiques continu aux interfaces et permettant de coupler plusieurs forces motrices du transport (chimique, mécanique, électrique). Les champs d’applications actuels sont relatifs au processus de dissolution/précipitation dans lesquels les contraintes mécaniques peuvent fortement déplacer les équilibres aux interfaces et entrainer le frittage d’une poudre à basse température sous compression en présence de solvant à des température fortement diminuée (frittage hydro-solvothermal - ANR HYDILIC), ou l’excès d’azote dans la ferrite induit par des contraintes générées in-situ au cours de la précipitation du nitrure de chrome. Le transfert à l’interface eau supercritique/sel fondu pour la précipitation d’oxydes de manganèse, et couplée à l’hydrodynamique, sera abordée dans un proche avenir (ANR (HSM)2).


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Références

  • S. Bordère, S. Glockner Numerical modeling of diffusion-controlled phase transformation using the Darken method: Application to the dissolution/precipitation processes in materials Comput. Mater. Sci., 2021, 184, p. 109944 (14).
  • S. Bordère, E. Feuillet, J.-L. Diot, R. de Langlade, J.-F. Silvain. Understanding of Void Formation in Cu/Sn-Sn/Cu System During Transient Liquid Phase Bonding Process Through Diffusion Modeling. Metall and Mater Trans B 2018, 49 (6) 3343-3356.
  • H. P. Van Landeghem, R. Danoix, M. Gouné, S. Bordère, A. Martinavičius, P. Jessner, T. Epicier, B. Hannoyer, F. Danoix and A. Redjaïmia. Contribution of local analysis techniques for the characterization of iron and alloying elements in nitrides: consequences on the precipitation process in Fe–Si and Fe–Cr nitrided alloys. Materials, 11 (2018) 1409-1427.