Une paire de chercheurs, l'un de l'Institut Max Planck de recherche sur le cerveau, l'autre de l'Imperial College, a trouvé des moyens plus efficaces de mélanger deux fluides à l'aide de simulations exécutées sur un supercalculateur. Dans leur article publié dans la revue Physical Review Fluids , Maximilian Eggl et Peter Schmid décrivent les facteurs qu'ils ont pris en compte lors de la création de leurs simulations et les stratégies qu'ils ont trouvées les plus efficaces.

Le mélange de deux fluides est très courant, du mélange de crème au café, à la cuisson d'un gâteau, à la fabrication de ciment. Le mélange de deux fluides pour créer une solution raisonnablement homogène est vital pour un large éventail d'activités humaines. Mais quelle est la meilleure façon de le faire ? Les gens utilisent souvent un seul agitateur rond dans leur café, les boulangers utilisent une variété de batteurs et les industriels utilisent une grande variété d'agitateurs de forme et parfois plus d'un. Dans ce nouvel effort, Eggl et Schmid ont cherché à trouver une approche plus générale pour un mélange efficace de deux fluides.

Le travail des chercheurs consistait à partir d'une simulation simple où il y avait deux solutions pures dans un récipient cylindrique séparés au milieu et deux agitateurs, un dans chaque solution. La simulation a montré comment les deux fluides se mélangeaient lorsque les agitateurs étaient tous deux déplacés à une vitesse constante autour du cylindre. Les chercheurs ont ensuite exécuté plusieurs instances de la simulation en modifiant un ou plusieurs facteurs avant chaque exécution, en accélérant les choses, par exemple, ou en modifiant la trajectoire des agitateurs ou leur forme, le tout dans le but d'optimiser le mélange. Au cours de chaque simulation, les chercheurs ont noté l'efficacité avec laquelle les facteurs donnés fonctionnaient ensemble pour mélanger les deux solutions.

Au fil du temps, les chercheurs ont découvert que certains facteurs fonctionnaient mieux que d'autres, par exemple le fait qu'un agitateur se déplace plus rapidement que l'autre ou certaines formes de pales. Ils ont également constaté que, dans l'ensemble, les agitateurs à bords lisses fonctionnaient mieux que ceux à bords tranchants. Et ils ont découvert qu'il était préférable de placer un agitateur dans une position plus élevée et que le déplacement des agitateurs dans des directions opposées aidait également.

Ils ont également constaté que l'ajout d'un petit jiggle à la fin d'un brassage créait plus de tourbillons et donc plus de mélange. Le duo de chercheurs conclut en suggérant que leur approche pourrait être utilisée pour aider à optimiser le mélange de solutions dans des applications spécifiques afin d'augmenter l'efficacité et de créer des produits plus enrichis. + Explorer plus loin

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