Répertoire des expertises
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Fabian Denner
Dipl.-Ing. (Univ. Stuttgart), Ph.D. (Imperial College London)
Professeur agrégé
Département de génie mécanique

Tél. : (514) 340-4711 poste 3292 Téléc. : (514) 340-5170 Local : J-5033
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Intérêts de recherche et affiliations

Intérêts de recherche

Mes recherches portent sur la modélisation des écoulements polyphasiques et des phénomènes physiques connexes :

  1. Dynamique des fluides numérique (CFD) : développement de méthodes numériques pour la CFD d'écoulements incompressibles et compressibles à une ou plusieurs phases.
  2. Écoulements polyphasiques : application de méthodes numériques et d'outils logiciels de pointe pour analyser et prévoir les écoulements gaz-liquide (bulles, gouttelettes, jets de liquide) et les écoulements chargés de particules.
  3. Calcul à haute performance (HPC) : développement d'outils logiciels pour la modélisation des écoulements de fluides et des phénomènes physiques connexes sur des architectures de calcul à haute performance (HPC).

 

CFD et modélisation des écoulements polyphasiques

Mes travaux sur la CFD se concentrent depuis plus d'une décennie sur des méthodes nouvelles et innovantes de volumes finis pour la modélisation des écoulements monophasiques et polyphasiques à toutes les vitesses, allant des écoulements incompressibles aux écoulements supersoniques, y compris les écoulements gaz-liquide et les écoulements chargés de particules. Les cadres numériques que j'ai (co)développés sont conçus pour les systèmes informatiques à haute performance (HPC).

Cavitation

L'effondrement violent des bulles de cavitation est connu pour éroder les surfaces, mais les bulles de cavitation peuvent également permettre des réactions chimiques (sonochimie) et des traitements médicaux. Pourtant, prédire la cavitation de manière précise et fiable est un véritable défi, car elle implique une hydrodynamique en évolution rapide associée à une acoustique délicate, ce qui pousse les méthodes numériques et les outils logiciels actuellement disponibles à leurs limites, voire au-delà. C'est pourquoi la cavitation est devenue un sujet de recherche central dans mon groupe, car nous pouvons combiner le développement de nouvelles méthodes numériques avec des applications passionnantes dans les domaines de la médecine, de l'ingénierie chimique et mécanique.

L'acoustique

Il est important d'isoler et de distinguer les mécanismes physiques qui modulent les ondes acoustiques dans les flux en mouvement et en accélération pour contrôler le bruit et pour obtenir une compréhension plus détaillée et une interprétation plus précise des informations encodées dans les signaux acoustiques, par exemple pour les applications de télédétection acoustique ou pour surveiller et contrôler les traitements médicaux par ultrasons. À cette fin, nous développons et utilisons des méthodes numériques et des systèmes de modélisation adaptés qui permettent d'étudier des phénomènes acoustiques complexes, tels que les modulations d'amplitude des ondes acoustiques dans les écoulements accélérés.

Rupture et atomisation des jets liquides

La fragmentation des jets de liquide en pulvérisations et en gouttelettes individuelles est un phénomène utilisé dans d'innombrables applications techniques, notamment l'injection de carburant dans les moteurs aéronautiques, l'impression à jet d'encre et l'impression 3D, ainsi que l'irrigation des cultures et des champs agricoles. Malgré son application généralisée, de nombreux aspects de la décomposition des jets liquides, tels que l'entraînement de particules nanométriques/microscopiques ou les effets viscoélastiques spécifiques, ne sont toujours pas compris de manière exhaustive, une lacune que nous souhaitons combler à l'aide d'outils numériques de pointe.

Type(s) d'expertises (sujets CRSNG)
  • 1808 Rhéologie et transformation
  • 2200 MÉCANIQUE DES FLUIDES
  • 2202 Systèmes polyphasiques
  • 2203 Modélisation et simulation
  • 2953 Propagation des ondes
  • 2955 Analyse numérique
  • 3109 Acoustique

Publications

En vedette

Biographie

Fabian a obtenu un diplôme (Dipl.-Ing.) en ingénierie automobile à l'université de Stuttgart (Allemagne) en 2009, qu'il a complété par une thèse au Laboratoire de thermodynamique dans les technologies émergentes de l'ETH Zurich (Suisse). Pendant ses études de premier cycle, il a également travaillé pour Alstom, Porsche et le Centre aérospatial allemand (DLR). Fabian a ensuite rejoint l'Imperial College de Londres (Royaume-Uni), où il a obtenu son doctorat en génie mécanique en 2013. Sa thèse de doctorat intitulée "Balanced-force Two-Phase Flow Modeling on Unstructured and Adaptive Meshes" a été récompensée par le Margaret Fishenden Centenary Memorial Prize 2015 pour la meilleure thèse de doctorat au cours des cinq années précédentes au département de génie mécanique. Il a ensuite obtenu un poste de postdoctorant, également à l'Imperial College de Londres. En 2015, Fabian a obtenu une prestigieuse bourse de recherche de l'Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) au Royaume-Uni, grâce à laquelle il a poursuivi ses recherches sur les écoulements diphasiques avec tension superficielle et les méthodes numériques correspondantes pendant trois années supplémentaires à l'Imperial College de Londres. En 2018, Fabian a été nommé professeur junior en modélisation des écoulements polyphasiques à la faculté d'ingénierie des procédés et des systèmes de l'université Otto-von-Guericke de Magdebourg (Allemagne). Pendant son séjour à Magdebourg, Fabian et son groupe ont contribué à des avancées significatives dans les méthodes numériques et les algorithmes pour étudier les écoulements polyphasiques incompressibles et compressibles, la compréhension et l'utilisation des phénomènes de cavitation, la rupture des jets d'encre et l'atomisation des sprays, ainsi que l'acoustique non linéaire. En avril 2023, Fabian rejoint le département de génie mécanique de Polytechnique Montréal en tant que professeur agrégé.