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Séminaire de Mécanique d'Orsay

Le Jeudi 2 février 2023 à 14h00 - Salle des séminaires FAST-LPTMS (Bât. 530, salle C.120, 1er)

Streaming acoustique près des pointes

Philippe Brunet
Laboratoire MSC, Université Paris Cité

Le streaming acoustique désigne l'écoulement moyen et directionnel généré par une onde acoustique dans un fluide. Il trouve son origine dans la dissipation de l'écoulement oscillant par la viscosité. C'est notamment le cas à proximité de parois en raison de la condition de non glissement qui induit de fort gradients de vitesse. Historiquement, on a observé de tels écoulements dans un tube de Kundt, sous la forme d'une allée de tourbillons réguliers. En microfluidique, le streaming est utilisé pour réaliser des opérations à faible nombre de Reynolds telles que le mélange ou le tri de particules. Cependant, ce streaming requiert une condition de résonance nécessitant que la dimension transverse soit égale à une demi longueur d'onde du champ acoustique, condition réalisée à des fréquences au delà du MHz. Récemment, il a été mis en évidence qu'un fort streaming acoustique pouvait être généré même à fréquence beaucoup plus faible (quelques kHz ou en deçà) à condition que le micro canal soit pourvu d'éléments pointus, éléments à partir desquels un jet directionnel est observé. Cette possibilité permet d'utiliser des transducteurs et des amplificateurs à faible coût. Nous avons mené une étude quantitative avec des expériences et des simulations numériques pour mieux comprendre les mécanismes acoustofluidiques sous-jacents et caractériser les conditions optimales pour le streaming. A faible fréquence et à des amplitudes suffisamment fortes, le jet perd sa symétrie, une instabilité que nous attribuons au couplage entre l'écoulement de streaming et l'écoulement oscillant.

Accès Salle des séminaires FAST-LPTMS (Bât. 530, salle C.120, 1er)