Transverse and lateral confinement effects on the oscillations of a free cylinder in a viscous flow

The different types of instabilities of free cylinders (diameter $D$, length $L$) have been studied in a viscous flow (velocity $U$) between parallel vertical walls of horizontal width $W$ at a distance $H$: the influence of the confinement parameters $D/H$ and $L/W$ has been investigated. As $D/H$ increases, there is a transition from stable flow to oscillations transverse to the walls and then to a fluttering motion with oscillations of the angle of the axis with respect to the horizontal. The two types of oscillations may be superimposed in the transition domain. The frequency $f$ of the transverse oscillations is independent of the lateral confinement $L/W$ in the range: 0.055 \le L/W \le 0.94$for a given cylinder velocity$V_{cx}$and increases only weakly with$V_{cx}$. These results are accounted for by assuming a 2D local flow over the cylinder with a characteristic velocity independent of$L/W$for a given$V_{cx}$value. The experimental values of$f$are also independent of the transverse confinement$D/H$. The frequency$f_f$of the fluttering motion is significantly lower than$f$:$f_f$is also nearly independent of the cylinder diameter and of the flow velocity but decreases significantly as$L/W$ increases. The fluttering instability is then rather a 3D phenomenon involving the full length of the cylinder and the clearance between its ends and the side walls

Stokes flow paths separation and recirculation cells in X-junctions of varying angle

Fluid and solute transfer in X-junctions between straight channels is shown to depend critically on the junction angle in the Stokes flow regime. Experimentally, water and a water-dye solution are injected at equal flow rates in two facing channels of the junction: Planar Laser Induced fluorescence (PLIF) measurements show that the largest part of each injected fluid "bounces back" preferentially into the outlet channel at the lowest angle to the injection; this is opposite to the inertial case and requires a high curvature of the corresponding streamlines. The proportion of this fluid in the other channel decreases from 50% at 90\degree to zero at a threshold angle. These counterintuitive features reflect the minimization of energy dissipation for Stokes flows. Finite elements numerical simulations of a 2D Stokes flow of equivalent geometry con rm these results and show that, below the threshold angle 33.8\degree recirculation cells are present in the center part of the junction and separate the two injected flows of the two solutions. Reducing further leads to the appearance of new recirculation cells with lower flow velocities

Películas formadas in situ a partir de hidrogeles biopoliméricos para la limpieza de esculturas

La limpieza es una etapa fundamental en la conservación y mantenimiento del patrimonio cultural. El criterio indispensable es que sea altamente efectiva en la remoción de depósitos no deseables y a la vez debe resultar selectiva sin producir modificaciones en el soporte. El objetivo de este trabajo es proponer un nuevo protocolo de limpieza de superficies de manera sencilla y efectiva, utilizando hidrogeles generadores de películas. Se propone un nuevo enfoque ambientalmente amigable utilizando hidrogeles preparados con agar y pectina en distintas proporciones para preparar películas aptas para la limpieza. El agar y la pectina son polisacáridos solubles en agua capaces de generar redes tridimensionales que producen geles físicos termorreversibles. Se obtuvieron los ángulos de contacto entre los hidrogeles y las placas de yeso preparadas como modelo del soporte a limpiar, a modo de evaluación de la afinidad entre la superficie a tratar y la película polimérica. A fin de caracterizar la efectividad de la metodología propuesta y evaluar el posible daño ocasionado luego de retirar las películas formadas in situ, se analizaron micrografías de barrido electrónico (SEM) en películas solas y después del contacto con la placa de yeso.Tópico 5: Conservación y restauración de bienes muebles y piezas (documentos de archivos, pinturas, cueros, maderas, textiles, metales, rocas ornamentales, vitrales, etc.)

Granular flow through an aperture: Influence of obstacles near the outlet

We study how the presence of obstacles in a confined system of monodisperse disks affects their discharge through an aperture. The disks are driven by a horizontal conveyor belt that moves at constant velocity. The mean packing fraction at the outlet decreases as the distance between the obstacles and the aperture decreases. The obstacles organize the dynamics of the stagnant zones in two characteristic behaviors that differ mainly in the magnitude of the fluctuations of the fraction of stagnant disks in the system. It is shown that the effective aperture is reduced by the presence of obstacles.Fil: Areán, M. G.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: Boschan, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Cachile, Mario Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: Aguirre, Maria Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentin

Influence of confinement on the oscillations of a free cylinder in a viscous flow

We demonstrate and study experimentally two instabilities of a horizontal free cylinder in a vertical viscous Hele-Shaw flow; we show that they depend critically on the confinement of the flow with a different influence of transverse and lateral confinement characterized respectively by the ratios of the diameter (resp. the length) of the cylinder to the gap (resp. the width) of the cell. The onset of the instabilities depends largely on the transverse confinement: for a parameter between 0.4 and 0.6, one observes transverse horizontal oscillations of the cylinder perpendicular to the walls: their frequency is constant with the lateral and transverse confinements at a given cylinder velocity. This instability is shown to be locally two-dimensional and controlled by the local relative velocity between the cylinder and the fluids: it occurs down to Reynolds numbers based on the cell gap ≃ 15, far below the corresponding 2D vortex shedding thresholds (150−250) for fixed cylinders between parallel planes. Above transverse confinements of the order of 0.55, we observe a fluttering motion with periodic oscillations of the tilt angle of the cylinder from the horizontal and of its horizontal position: their frequency decreases strongly as the lateral confinement increases but is independent of the transverse confinement and the cylinder velocity.Fil: Gianorio, Luciano. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: D'angelo, María Verónica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cachile, Mario Andres. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Hulin, Jean Pierre. Universite Paris Sud; FranciaFil: Auradou, Harold. Universite Paris Sud; Franci

Transport of non tracer particles in simple flows

Se realizó un estudio experimental del comportamiento de partículas transportadas en un flujo simple. Para ello se utilizaron pares de canales milimétricos con un ángulo de intersección de 0°, y un segmento de comunicación entre ellos, por los cuales se inyectan simultáneamente dos fluidos miscibles. Uno de los fluidos es una solución de agua que contiene un colorante (trazador pasivo) y microesferas (partículas no trazadoras) de flotabilidad neutra, el otro fluido está formado por la misma solución, pero sin ningún tipo de trazador. Para el análisis sistemático de las trayectorias de las partículas, se implementó un dispositivo experimental con técnicas de rastreo de partículas. Los experimentos fueron filmados con alta resolución temporal y espacial utilizando una cámara de alta resolución acoplada a una lupa de laboratorio. Las imágenes se analizaron con un programa de procesamiento desarrollado en el laboratorio. Se analizaron las trayectorias de las partículas para distintos número de Reynolds, obteniéndose la distribución, las velocidades y la concentración de microesferas a la salida de cada canal en función de los parámetros estudiados.An experimental study on the behaviour of transported particles in a flow of simple geometry has been developed. A pair of millimetric channels that cross at 0°, with a shunt between them where two miscible fluids are inyected at constant flow rate. One of the fluids is a solution of dye (passive tracer) as well as microbeads (non passive tracer) of neutral buoyancy. The other fluid is made of the same solution but without any tracer. For the systematic study of the particle trajectories an experimental tracking method has been set up. The experiments have been recorded with a high spatial and temporal resolution camera coupled to a low power microscope. The images have been analysed with a coded processing program developed in our laboratory. The trajectories of the particles, with different Reynolds number, have been analysed, in order to obtain the distribution, speed and bead concentration at each outlet as a function of the used parameters and have been compared with previous results on similar geometries and miscible fluids.Fil: Brabat, M.. École Nationale Supérieure D'électronique, Informatique, Télécommunications, Mathématiques et Mécanique de Bordeaux; FranciaFil: Freytes, Verónica Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: Cachile, Mario Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: D'angelo, María Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentin

Three-dimensional flow structures in X-shaped junctions: Effect of the Reynolds number and crossing angle

We study numerically the three-dimensional (3D) dynamics of two facing flows in an X-shaped junction of two circular channels crossing at an angle α. The distribution of the fluids in the junction and in the outlet channels is determined as a function of α and the Reynolds number Re. Our goal is to describe the different flow regimes in the junction and their dependence on α and Re. We also explore to which extent two-dimensional (2D) simulations are able to describe the flow within a 3D geometry. In the 3D case, at large Re?s (≳50) and α?s (≳60°), axial vorticity (i.e., parallel to the outlet axis) of magnitude increasing both with α and Re develops in the outlet channels and cannot be reproduced by 2D numerical simulations. At lower angles (α ≲ 60°), instead, a mean vorticity component perpendicular to the junction plane is present: both its magnitude and the number of the corresponding vortices (i.e., recirculation zones) increase as α decreases. These vortices appear in both 2D and 3D simulations but at different threshold values of α and Re. At very low Re?s (≲5) and α?s (∼15°), the flow structure in 3D simulations is nearly 2D but its quantitative characteristics differ from 2D simulations. As Re increases, this two-dimensionality disappears, while vortices due to flow separation appear in the outlet channels.Fil: Correa, Pablo Germán. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Mac Intyre, Jonatan Raúl. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Gomba, Juan Manuel. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Cachile, Mario Andres. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Hulin, Jean-Pierre. Université Paris Sud; FranciaFil: Auradou, Harold. Université Paris Sud; Franci

Characterization of the flow through porous media using the Lattice-Boltzmann method

Se realizaron simulaciones del flujo a través de medios porosos 2D utilizando el método de Lattice-Boltzmann. Se estudió la relación que existe entre la porosidad y la permeabilidad, que son parámetros importantes para caracterizar un medio poroso. Se ha demostrado que el de Lattice-Boltzmann es un método adecuado para resolver la ecuación de Navier-Stokes incompresible. Dado el carácter local del método, es adecuado para condiciones de contorno de geometría compleja. Los medios porosos usados en estas simulaciones están constituidos por obstáculos de tamaño uniforme. Se encontró que el parámetro relevante que controla la permeabilidad, en estas condiciones es la distancia media entre obstáculos, lo que resulta un aporte original al tema.The flow through porous media was simulated in 2D using the Lattice-Boltzmann method.. The relation between porosity and permeability, which are important parameters to characterize porous media has been studied. The Lattice-Boltzmann method has been established to be a suitable procedure for solving incompressible Navier-Stokes equation in porous media given its local character. The media used in this work were built as a random distribution of circular obstacles with uniform diameter. It has been found that a relevant parameter that controls the permeability is the mean distance between obstacles, which is an original contribution to this subject.Fil: Etcheverry, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: Müller, Darío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: Cachile, Mario Andres. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentin

Etalement de solutions de surfactants

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocCentre Technique Livre Ens. Sup. (774682301) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Rayleigh-Taylor instability under a flat beam

A theoretical and experimental study on the Rayleigh-Taylor instability of a thin liquid film is presented. The experiments were performed by coating the underside of a flat beam with uniform liquid film. The size of the beam is such that a linear arrangement of drops is formed allowing the measurement of the drops growth. The experimental growth of the drops has been compared to the results obtained from a stability analysis performed on the equation that controls the thickness evolution and an excellent agreement is found. In addition, both time and length scales of the phenomenon are established.Fil: Lenschen, Matias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: Calvo, A.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; ArgentinaFil: Cachile, Mario Andres. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin