Projets de recherche de Globalink

  • Modélisation adaptative multi-échelles et méthodes numériques pour débits de puissance réactive

    M.Clinton Groth
    Pratik Parekh
    Études aérospatiales
    Automobile et transport
    University of Toronto

    Cette recherche vise à développer des programmes informatiques qui permettront l’étude des débits de puissance réactive et des procédés de combustion dans les turbines à gaz. La combustion est en soi un processus multi-échelles qui engage une grande variété de phénomènes physiques et chimiques complexes, ainsi qu’une panoplie d’échelles spatiales et temporelles. Étant donné les limites imposées par les ressources informatiques disponibles et l’incapacité de résoudre toutes les échelles de solution pour des configurations pratiques, les prévisions numériques des débits de puissance réactive reposent en grande partie sur une modélisation mathématique réduite et des méthodes numériques évoluées qui représentent la physique sous-jacente et facilitent la gestion des problèmes présentant un intérêt particulier. Malheureusement, les techniques de modélisation mathématiques et les algorithmes de solution numérique ne sont pas suffisamment précis, fiables ou robustes pour résoudre les problèmes nombreux et complexes associés à la conception du dispositif combustor à faibles émissions et à haut rendement. Pour remédier à ces difficultés, l’équipe de recherche veut recourir à une modélisation adaptative multi-échelles améliorée et à des méthodes numériques permettant de prédire des débits de puissance réactive à turbulence instable dans des géométries de dispositif combustor réalisables. Le grand objectif de cette recherche est de parvenir à utiliser le nouvel ensemble original de modèles mathématiques et d’outils informatiques qui en seront issus pour obtenir une meilleure compréhension du phénomène de la combustion et de pouvoir ensuite utiliser cette connaissance pour concevoir des moteurs moins énergivores et donc plus verts. Le partenaire de ce projet est Rolls-Royce Canada.

  • Emploi des valeurs de mesure de l’érodabilité dans l'évaluation de l’affouillement sous les ponceaux

    Mme Kerry Mazurek
    Vishwas Sharma
    Génie, civil

    Les ponceaux sont utilisés dans notre réseau autoroutier pour deux raisons : ils assurent le drainage et ils entrent dans la composition de la structure des ponts. Il existe des milliers de ponceaux dans chaque province du Canada. La construction de gros ponceaux entrant dans la structure des ponts peut coûter jusqu’à 6 000 000 $. La seule installation d'un ponceau peut représenter une portion considérable des coûts de construction d'une autoroute. Et le bris d’une telle structure entraîne des pertes économiques importantes, en plus de représenter un danger pour la population.

    Une des causes principales de la défaillance d’un ponceau est le sapement à l’exutoire à l a suite de l’affouillement du sol dans la zone de l’exutoire. La surface de la section mouillée d’écoulement des ponceaux est souvent réduite, ce qui accélère l’écoulement, dont la vitesse est supérieure à celle du courant naturel. Cet écoulement plus rapide cause l’érosion du sol en aval du ponceau, car le courant causé par l'écoulement revient en spirale vers le ponceau. Cette érosion cause la formation d’une fosse d'affouillement sous le ponceau. Pour assurer une protection contre cet affouillement, de grosses roches sont généralement placées pour former un perré et protéger le lit du cours d’eau ainsi que le remblai. Afin d’effectuer convenablement ce travail, il faut mesurer la taille de la fosse d’affouillement. L’objectif de ce projet de recherche est d’incorporer à la conception des éléments de protection anti-affouillement de nouvelles techniques d’évaluation de la résistance du sol à l’érosion là où se trouvent les ponceaux. La recherche améliorera ainsi la fiabilité des ponceaux en les protégeant mieux contre l’affouillement, réduisant par là les coûts d’installation permanente grâce à une évaluation plus rigoureuse des conditions nécessitant l’installation d’un perré.

  • Conception et construction d’un simulateur de rafales destiné à tester des éoliennes

    M. David Rival
    Raunak Borker
    Génie, mécanique
    Construction et infrastructures
    University of Calgary

    Les avancées dans la conception d’éoliennes sont considérablement ralenties actuellement par les charges en flexion instables que des rafales peuvent exercer sur les pales. En étudiant la manière dont nagent ou volent les animaux dans des environnements instables, il est possible d’améliorer le rendement des éoliennes qui sont soumises à des rafales. Une recherche biomimétique de ce type tire profit d’une évolution optimale qui s’est échelonnée sur des millions d’années. Un exemple éloquent est celui de la forme et de la souplesse efficaces des ailes du goéland, ainsi que de leur battement cinématique, qui sont des éléments essentiels à la survie cet animal dans des espaces où le vent souffle par rafales. Des recherches au moyen de techniques analytiques, numériques et expérimentales portent actuellement sur l’influence des zones de rafales sur la formation de structures tourbillonnaires séparées, tels les tourbillons de bord d'attaque. L’accent est mis particulièrement sur l’influence des rafales longitudinales et de la souplesse des pales ou des ailes sur le comportement de ces structures tourbillonnaires. Certaines hypothèses ont jadis été émises sur l’influence de la rotation — à la fois centripète et selon l’effet de Coriolis — sur les écoulements dans le sens de l’envergure à l’intérieur de ces régions séparées. Or, le présent programme de recherche cherche à découvrir les lois physiques sous-jacentes à ces écoulements tourbillonnaires et surtout à trouver quelle influence joue la rotation sur leur comportement. Lorsque ces aspects fondamentaux seront bien compris, il sera possible de produire des formes et une souplesse plus optimales pour les pales de futures éoliennes.

  • Un électrocautère équipé d’un système d’évacuation de la fumée efficace et facile à utiliser pour le chirurgien

    M. Shahriar Mirabbasi
    Vibhav Agarwal
    Génie, informatique et électrique
    Sciences de la vie
    University of British Columbia

    Les chirurgiens ont l’habitude d’utiliser un électrocautère pour retirer certains tissus indésirables, pour fermer et cautériser de petits vaisseaux qui saignent dans le tissu, ou pour pratiquer une incision chirurgicale. Mais la cautérisation de tissu engendre un panache de fumée qui contient d'éventuels carcinogènes issus de la carbonisation des protéines et du gras. Les tissus mous qui subissent ce traitement peuvent également contenir des micro-organismes dangereux comme des bactéries ou des virus. De plus, à l’occasion, lors de la vaporisation de produit prothétique, des gaz toxiques peuvent se former. Dans la mesure du possible, cette fumée devrait être totalement évacuée de la salle d’opération. Une exposition chronique à ce panache de fumée causé par la cautérisation pourrait, selon ce qu’ont suggéré certains, causer des problèmes respiratoires et d’autres malaises. La solution actuelle est un système d’évacuation de la fumée constitué principalement d’un tube flexible semblable à un crayon qui est fixé à une extrémité à l’appareil de cautérisation et, à l’autre extrémité, d'un appareil de filtrage semblable à un aspirateur. La fumée est aspirée et emprisonnée dans un réservoir équipé d’un filtre. Or, cet équipement est plutôt encombrant, et le tube finit par se tordre, ce qui le rend difficile à manipuler. L'équipement requiert également un certain temps de réglage. Ces inconvénients font en sorte que les chirurgiens utilisent rarement cet équipement. Notre recherche nous permettra de créer un système d’évacuation de la fumée plus pratique.

  • Laboratoire sur puce pour la détection de Listéria dans des échantillons d’aliment

    M. Sushanta K. Mitra
    Aditya Bandopadhyay
    Génie, mécanique
    Sciences de la vie
    University of Alberta

    La salubrité alimentaire revêt une importance capitale au Canada. Une récente vague d’épidémie de listériose issue d'une usine de transformation de la viande a suscité un intérêt renouvelé pour le contrôle d’agents pathogènes d'origine alimentaire dans les produits à base de viande prêts à manger. L’appareil proposé par cette recherche doit permettre de détecter la présence de Listeria monocytogenes dans des échantillons d’aliment en quelques heures à peine. L’appareil, qui intègre des technologies microfluidiques et un biocapteur à même une plateforme unique, est communément désigné sous l’expression de « laboratoire-sur-puce » (LSP). Notre LSP sera doté d’un mécanisme de détection sans marquage qui recourt à des principes et à des fabrications optofluidiques de pointe. La réalisation de ce projet comprend la conception, l'analyse et la fabrication d'un laboratoire sur puce qui sera par la suite mis à l’essai pour vérifier son degré de sensibilité et sa capacité à détecter la L. monocytogenes. Ce LSP devrait signaler tôt et en temps opportun tout risque d’épidémie de listériose causée par des produits à base de viande prêts à manger. Il représentera un outil de choix pour les organismes de réglementation, notamment l’Agence canadienne d’inspection des aliments, qui pourront contrôler et surveiller les usines de transformation de la viande.

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