Ce diagramme de phases résume les résultats d'une étude de l'Unité Micro/Bio/Nanofluides sur l'écoulement de fluides viscoélastiques sur des surfaces ondulées. Les modèles d'écoulement dépendent de l'élasticité du fluide (encapsulé par Sigma, sur l'axe vertical) et la profondeur du canal par rapport à la longueur d'onde de surface (qui est alpha, sur l'axe horizontal). Le coin inférieur droit du diagramme est la région spécifique où l'élasticité et la profondeur du canal sont dans un "point doux, » Ils se combinent donc pour donner lieu à l'amplification du tourbillon au niveau de la « couche critique ». Crédit : Institut des sciences et technologies d'Okinawa
Les fluides viscoélastiques sont partout, que ce soit la course dans tes veines ou à travers 1, 300 kilomètres de conduites dans le pipeline Trans-Alaska. Contrairement aux fluides newtoniens, comme l'huile ou l'eau, les fluides viscoélastiques s'étirent comme un fil collant de salive. Les chaînes de molécules à l'intérieur des fluides leur confèrent ce super pouvoir, et les scientifiques travaillent toujours pour comprendre comment cela affecte leur comportement. Des chercheurs de l'Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) nous ont rapprochés en démontrant comment les fluides viscoélastiques s'écoulent sur des surfaces ondulées, et leurs résultats sont inattendus.
"Pour moi, ce n'était pas intuitif, et je travaille avec ces fluides depuis près de 20 ans, " dit Simon Haward, chef de groupe dans l'Unité Micro/Bio/Nanofluidique et premier auteur de l'étude. Le papier, Publié dans Physique des fluides le 5 novembre, 2018, est la troisième d'une série de trois études mettant à l'épreuve de nouvelles théories sur les fluides viscoélastiques.
Un acte de disparition phénoménal
Lorsque l'eau s'écoule à travers un tube lisse, son mouvement est uniforme partout. Mais lorsque l'eau entre en contact avec une surface ondulée, il se brise comme la marée sur le rivage. L'eau réagit à chaque pic et creux de la vague perturbatrice, jetés dans des tourbillons en spirale appelés vortex. Le mouvement de rotation, connu sous le nom de tourbillon, est plus prononcé près du mur ondulé et se dissipe à une distance calculable.
Les scientifiques ont vu ce scénario se dérouler d'innombrables fois dans l'eau et d'autres fluides newtoniens. Mais avant maintenant, des expériences analogues n'avaient jamais été menées dans des fluides viscoélastiques, qui devraient se comporter de manière très différente. Les chercheurs de l'OIST ont entrepris de combler cette lacune dans la littérature.
