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Mécanismes de collisions de particules sphéroïdales en turbulence: application à la microphysique des nuages (H/F)

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Informations générales

Référence : UMR5509-AURNAS-002
Lieu de travail : ECULLY
Date de publication : vendredi 4 septembre 2020
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 8 mois
Date d'embauche prévue : 1 décembre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : entre 2643 et 3766 € bruts mensuels selon expérience
Niveau d'études souhaité : Bac+5
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

Un poste de post-doctorant(e) est ouvert au Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique (LMFA, Ecole Centrale de Lyon). Le projet est consacré à la sédimentation de particules sphéroïdales (en forme de tige ou de disque) dans un écoulement turbulent homogène isotrope. On s'intéresse à des objets plus petits que l'échelle de Kolmogorov de l'écoulement et de densité très supérieure à celle du fluide [1,2,3]. Les principales motivations pour l'étude de ces problèmes proviennent en effet de la microphysique des nuages (cristaux de glace ou gouttelettes d'eau dans l'air). Notre équipe a notamment étudié les collisions de ces particules [4,5], qui jouent un rôle majeur dans la formation des précipitations dans les nuages froids.

La prochaine étape du projet consistera à identifier les mécanismes physiques pilotant les collisions de ces objets non sphériques. Le(la) chercheur(se) post-doctorant(e) se joindra à ce programme de recherche. Il(elle) devra plus particulièrement effectuer par simulation numérique directe une analyse détaillée de la dynamique et de la distribution des particules dans l'écoulement.


Références
[1] K. Gustavsson, J. Jucha, A. Naso, E. Lévêque, A. Pumir and B. Mehlig (2017). Statistical Model for the Orientation of Nonspherical Particles Settling in Turbulence. Phys. Rev. Lett., 119:254501.

[2] K. Gustavsson, J. Jucha, A. Naso, E. Lévêque, A. Pumir and B. Mehlig (2019). Effect of fluid inertia on the orientation of a small prolate spheroid settling in turbulence. New J. Phys., 21:083008.

[3] M. Z. Sheikh, K. Gustavsson, D. Lopez, E. Lévêque, B. Mehlig, A. Pumir and A. Naso (2020). Importance of fluid inertia for the orientation of spheroids settling in turbulent flow. J. Fluid Mech., 886:A9.

[4] J. Jucha, A. Naso, E. Lévêque and A. Pumir (2018). Settling and collision between small ice crystals in turbulent flows. Phys. Rev. Fluids, 3:014604.

[5] A. Naso, J. Jucha, E. Lévêque and A. Pumir (2018). Collision rate of ice crystals with water droplets in turbulent flows. J. Fluid Mech., 845:615-641.

Activités

Le(la) candidat(e) retenu(e) contribuera à cet effort à plusieurs niveaux, en :
- se familiarisant avec le code disponible intégrant les équations de Navier-Stokes par simulation numérique directe (DNS) et pouvant suivre le mouvement de particules sphéroïdales petites et très denses.
- réalisant les simulations numériques nécessaires.
- analysant les résultats de ces simulations.

Compétences

- Le(la) candidat(e) doit être titulaire d'un doctorat en mécanique, physique ou mathématiques appliquées, et posséder de solides connaissances dans un ou plusieurs des domaines suivants : turbulence hydrodynamique, transport de particules dans un fluide.
- Une expérience préalable en méthodes numériques de type spectral et/ou en calcul parallèle sera très appréciée.
- Une expérience de l'anglais scientifique et de la rédaction de publications dans des revues scientifiques est requise.
- Une expérience dans la présentation de résultats de recherche dans des conférences internationales est requise.
- Le(la) candidat(e) doit être capable de travailler en équipe et d'interagir avec des chercheurs de même niveau ou plus expérimentés.

Contexte de travail

Ce poste fait partie d'un projet plus vaste, "Particules dérivant et se propulsant dans des écoulements turbulents", impliquant plusieurs équipes de l'agglomération Lyonnaise, et financé par l'IDEXLYON.

Ce projet rend possible des collaborations et des échanges avec les autres partenaires impliqués : Laboratoire de Physique (École Normale Supérieure de Lyon), Institut Camille Jordan, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Laboratoire de Géologie de Lyon, et Institut Lumière Matière, réunissant des approches expérimentales, numériques, théoriques et multidisciplinaires. Le candidat recruté participera à ces collaborations et échanges, en participant notamment à des réunions de travail régulières.

Informations complémentaires

La durée du contrat sera de 8 à 12 mois selon l'expérience du candidat.
La date d'embauche peut être discutée, mais le contrat devra se terminer au plus tard le 31 décembre 2021.

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