МЕГАГРАНТЫ

Лаборатория «Механика неупорядоченных сред»

О лаборатории

Наименование проекта
Многомасштабная механика течений и разрушения в неупорядоченных пористых средах

№ договора:

14.W03.31.0002

Наименование организации
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук

Область научных исследований
Механика и машиностроение

Целью проекта является проведение многопрофильных экспериментальных исследований разномасштабных течений реологически сложных жидкостей в пористых средах с неупорядоченной структурой с учетом возможных деформаций и разрушений, межфазной динамики, транспорта частиц и капиллярных эффектов. Также предполагается развивать в создаваемой лаборатории современные новые направления, связанные с созданием жидкостей с упругими микрокапсулами, исследования в области «мягких материалов», механики разрушения сложных неупорядоченных структур, динамики жидкости в микроканалах. Помимо этого, лаборатория будет являться экспериментальной базой для проводимых в Институте теоретических исследований в области фильтрации многофазных жидкостей и гидроразрыва пористых неоднородных сред, гемодинамики сосудов головного мозга. Проводимые исследования помимо фундаментального направления, будут иметь прикладной характер в вопросах транспорта лекарственных и химических веществ, позволят значительно расширить спектр прикладных работ в области развития технологий интенсификации нефтедобычи.

Задачей проекта является теоретическое и экспериментальное исследование многомасштабных течений сложных жидкостей в неструктурированных пористых средах с учётом возможного разрушения среды, взаимодействия течения жидкости с имеющимися неоднородностями, переноса частиц, капиллярных эффектов, реологии жидкости. Основными задачами проекта являются:
1. Течение жидкостей в неструктурированных средах. Данное направление включает изучение фронтов капиллярного вытеснения жидкостей в неструктурированных областях, электроосмотические эффекты при продвижении фронтов фильтрации, описание притока многофазной жидкости к системе трещин гидроразрыва пласта, проблемы математического моделирования кровообращения головного мозга.
2. Течения сложных жидкостей. Будет изучаться транспорт упругих или твердых включений в жидкости, влияние включений на реологию жидкости, эффект запирания потока за счет накопления частиц, учёт инерции и микровращений частиц. Постановка прикладных задач будет связана с описанием переноса эритроцитов и других веществ течением крови, учёт сложной реологии бурового раствора, динамикой геля с проппантом при гидроразрыве пласта.
3. Механика разрушения неструктурированных материалов. Задача включает изучение неустойчивостей деформаций вплоть до разрушения образцов с контролируемой гетерогенной структурой, влияние различных материалов и типов неоднородностей. Одним из направлений проекта будет применение современных методов 3D печати и микро-литографии для создания образцов с заданной неупорядоченной структурой. Будет проведено экспериментальное исследование и математическое моделирование гидроразрыва материалов: как искусственно созданных с заданной внутренней структурой, так и кернов реальных горных пород. Будет изучено влияние неоднородностей, пористости, зон пластичности на динамику гидроразрыва, заложены научные основы создания инженерного симулятора гидроразрыва пласта.
Будут исследоваться эффекты перекрёстного взаимодействия перечисленных эффектов: влияние неньютоновской реологии суспензий и переноса проппанта по трещине гидроразрыва на динамику развития трещины, проникновение капиллярного фронта жидкости в кончике трещины и оценка этого явления на предел прочности материала, будет использоваться общность подходов математического моделирования для задач сопряжения течений разных размерностей в задачах гемодинамики и теории фильтрации в трещиноватых средах.

Ведущий учёный

shapeimage 1 

ФИО: Сантуччи Стефан

 

Дата рождения 14.09.1977

Гражданство
Франция

Ученые степень и звание

Доктор философии

Место работы

Высшая нормальная школа в Лионе

Область научных интересов

Неустойчивая лавинная динамика в неупорядоченных упругих системах
Структура и динамика фронтов разрушения – Проникновение жидкостей в пористых и fractured материалах
Рецептура и реология микрокапсул; ультра- стабильные пены / эмульсии

Достижения и награды

- Приглашённый исследователь: KITP Santa-Barbara (2015), Aalto Helsinki (2015, 2012), Univ. Tokyo (2012), Oslo Univ. (2010, 2012), Univ. Barcelona (2008, 2009), IPG Strasbourg (2007), CEA Saclay (2006)
- Prime d’Excellence Scientifique, CNRS (France), (October 2011)
- Лучшая статья, представленная молодым учёным, “International Conference on Fracture” (Ottawa, 2009)

1. M.-J. Dalbe, R. Villey, M. Ciccotti, S. Santucci, P.-P. Cortet, L. Vanel, Soft Matter (2016) Inertial and quasi-static stick-slip dynamics during the peeling of adhesive at fixed angle
2. X. Clotet, J. Ortín, S. Santucci, Phys. Rev. E 93, 012149 (2016) Experimental study of stable imbibition in a model open fracture: I. Local avalanche dynamics
3. X. Clotet, S. Santucci, J. Ortín, Phys. Rev. E 93, 012150 (2016) Experimental study of stable imbibition in a model open fracture. II. Scale-dependent avalanche dynamics,
4. M.-J. Dalbe, P.-P. Cortet, M. Ciccotti, L. Vanel, S. Santucci, Phys. Rev. Lett. 115, 128301 (2015) Multi-scale stick-slip in adhesive peeling,
5. C. Raufaste, B. Dollet, K. Mader, S. Santucci, R. Mokso, EPL, 111, 38004 (2015), Three-dimensional foam flow resolved by fast X-ray tomographic microscopy,
6. M.-J. Dalbe, J. Koivisto, L. Vanel, A. Miksic, O. Ramos, M. Alava, and S. Santucci, Repulsion and attraction between a pair of cracks in a plastic sheet Phys. Rev. Lett. 114, 205501 (2015)
7. R. Villey, C. Creton, P.-P. Cortet, M.-J. Dalbe, T. Jet, B. Saintyves, S. Santucci, L. Vanel, D.J. Yarusso, M. Ciccotti, Soft Matter 11 3480 (2015) Rate-dependent elastic hysteresis during the peeling of Pressure Sensitive Adhesives,
8. M.-J. Dalbe, S. Santucci, L. Vanel, P.-P. Cortet, Soft Matter, 10 (48), 9637 - 9643 (2014), Peeling angle dependence of the stick-slip instability during adhesive tape peeling “2014 Soft Matter Hot Papers”, CNRS International Magazine 37 (2015) Stop the Screech INP (CNRS) Press Release Décoller Scotch® rapidement et silencieusement
9. X. Clotet, J. Ortín, S. Santucci, Phys. Rev. Lett. 113, 074501 (2014), Disorder-induced capillary bursts control intermittency in slow imbibition
10. M. Stojanova, S. Santucci, L. Vanel, and O. Ramos, Phys. Rev. Lett. 112, 115502 (2014), High Frequency Monitoring Reveals Aftershocks in Subcritical Crack Growth

Back to top