MECOM 2024

Dr. Alberto Passalacqua​

Alberto Passalacqua es profesor asociado de Ingeniería Mecánica en la Universidad Estatal de Iowa, con una designación adicional en Ingeniería Química y Biológica. Recibió su doctorado en Ingeniería Química del Politécnico de Torino (Italia) en 2008. Es el director asociado del Centro de Investigación y Educación en Flujos Multifásicos (CoMFRE) en la Universidad Estatal de Iowa y el desarrollador principal de OpenQBMM, la primera implementación de código abierto de métodos de momentos basados en cuadratura en OpenFOAM. Fue galardonado con el premio de Investigador Nuevo Doctoral del Fondo de Investigación Petrolera de la Sociedad Americana de Química en 2014. Ha recibido la beca de investigación junior Jean d’Alembert en la Universidad Paris-Saclay (Francia) en el verano de 2017 y 2018. Su investigación, financiada por la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos, el Departamento de Energía de los Estados Unidos y varias empresas privadas, se centra en desarrollar, implementar y validar modelos computacionales a escala meso y macro para flujos multifásicos reactivos.

 

TÍTULO DE LA PRESENTACIÓN:

Comprehensive Eulerian Models for Polydisperse Multiphase Flows

Polydisperse multiphase flows are characterized by the presence of a population of particles, droplets or bubbles whose size, density, and other physical properties may vary and evolve in space and time. This population, which constitutes the so-called disperse phase, typically interacts with another phase (carrier phase), exchanging mass, momentum, and energy. Describing the behavior of these flows entails studying the coupled spatio-temporal evolution of the population of entities forming the disperse phase and of the carrier phase. The former requires tracking the changes in space and time of a joint number density function (NDF) of the disperse phase properties (e.g., size, velocity, composition, charge), whose dimensionality, and related computational cost, rapidly increases with the number and complexity of the physical phenomena under consideration (e.g., accounting for particle size and velocity alone leads to a seven-dimensional problem). In order to tackle such dimensionality challenge and maintain an acceptable computational cost for applications, it is possible to directly study the evolution of statistical quantities related to the joint distribution function (NDF) called moments by solving a set of partial differential equations with fluxes and source terms that depend on integrals of the NDF and, consequently, need closures. Quadrature-based moment methods are a robust approach to obtain such closures in the context of Euler-Euler multiphase flow models and offer a systematic procedure to numerically reconstruct the NDF from a vector of its moments. In this lecture, the challenges of describing polydisperse multiphase flows will be introduced by considering gas-liquid and gas-particle flows as examples. Multidimensional quadrature-based moment methods will be discussed in the context of polydisperse multiphase flows. Closure approaches for the moment spatial fluxes and for the source terms in the moment equations that guarantee the preservation of moment realizability will be discussed, as well as coupling strategies to robustly solve the moment equations for the disperse phase together with the equations for the carrier phase. Finally, example results demonstrating the predictive capabilities of the approach using an open-source implementation of quadrature-based moment methods, OpenQBMM, will be shown.

Dr. Stéphane Zaleski

Stéphane Zaleski es profesor de Mecánica en la Sorbonne Université y miembro del “Institut Jean Le Rond d’Alembert”. Después de sus primeros años en el Laboratorio de Física de la École Normale Supérieure en París, donde obtuvo su doctorado bajo la supervisión de Yves Pomeau, y tres años en el grupo de matemáticas aplicadas del MIT, se unió al grupo de Mecánica de la Universidad de París 6, también conocida como UPMC, ahora fusionada con la Sorbonne Université. Investiga métodos numéricos para flujos multifásicos con aplicaciones en atomización, cavitación, flujo en medios porosos, ebullición nucleada, hidrometalurgia, líneas de contacto en movimiento y el impacto de gotas, incluyendo varias variantes del método de Volumen de Fluidos, el método de Seguimiento de Interfaz Basado en Bordes y el método de Interfaz Difusa. Ha escrito varios códigos de computadora para la simulación de flujo multifásico, incluyendo el Simulador PARIS (con D. Fuster, Y. Ling, R. Scardovelli y G. Tryggvason) y está involucrado en el desarrollo de la plataforma basilisk. Es editor asociado de J. Comput. Phys. y de Computers and Fluids. Lidera el proyecto ERC-Advanced TRUFLOW sobre transferencia de masa a grandes números de Schmidt y es miembro del Institut Universitaire de France.

 

TÍTULO DE LA PRESENTACIÓN:

The atomizing pulsed jet

Atomization is a complex phenomenon involving multiscale dynamics of fragmentation. For decades until today, diverse experiments and numerical simulations have been developed to deepen our understanding of the mechanisms that drive these ubiquitous types of flows. This presentation shares some insights over Direct Numerical Simulations of the injection of a pulsed round liquid jet in a stagnant gas are performed in a series of runs of geometrically progressing resolution. The Reynolds and Weber numbers, and the density ratio are sufficiently large to reach a complex high-speed atomization regime, but limited minimize the range of scales to capture. The simulations are performed using octree adaptive mesh refinement with a finite volume method and height-function computation of curvature, implemented in the Basilisk platform. Qualitative analysis of the flow and its topology reveals a complex structure of ligaments, sheets, droplets and bubbles that evolve and interact through impacts, ligament breakup, sheet rupture and engulfment of air bubbles in the liquid. Most processes occurring in this type of atomization are reproduced in detail, except at the instant of thin sheet perforation or breakup. We analyze droplet statistics, how the grid resolution affects it, and we propose a controlled breakup strategy that allows convergence of the droplet frequency above a certain critical diameter.

Dr. Rodney O. Fox

El profesor Fox obtuvo su doctorado en Ingeniería Química en la Universidad Estatal de Kansas en 1987. Se unió a la Universidad Estatal de Iowa como Profesor de Ingeniería Glenn Murphy en 1999, y fue Profesor Herbert L. Stiles de Ingeniería Química de 2003 a 2012. Desde 2001, ha sido Científico Asociado en el Laboratorio Ames del Departamento de Energía de los EE. UU. Fue promovido a Profesor Distinguido en Ingeniería en 2010. Antes de unirse a ISU, Fox fue Profesor Asociado de Ingeniería en la Universidad Estatal de Kansas, y ha tenido cátedras como profesor visitante en Dinamarca, Francia, Italia, Suiza y los Países Bajos. Sus numerosos premios profesionales incluyen un Premio NSF Presidential Young Investigator en 1992 y el Premio a la Excelencia en Investigación de ISU en 2007. El profesor Fox fue elegido Miembro de la Sociedad Americana de Física en 2007. De 2012 a 2014, fue Marie-Curie Senior Fellow en la École Centrale de París, Francia. En 2015 fue seleccionado como Profesor Internacional Francqui por la Fundación Francqui en Bélgica, y se le otorgó una Chaire d’Attractivité en la Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Francia. En 2016 fue seleccionado para el Premio del North American Mixing Forum por la Excelencia y Contribuciones Sostenidas a la Ciencia y Práctica de la Mezcla.

 

TÍTULO DE LA PRESENTACIÓN:

Recent advances in kinetic-based models for polydisperse multiphase flows

Polydisperse multiphase flows arise in many industrial and environmental applications, and almost always involve a disperse phase with particles of different sizes and compositions. Moreover, the disperse-phase volume fraction covers a wide range, even in the same application. In this lecture, I will review recent advances in using kinetic-based moment methods to develop well-posed Eulerian-Eulerian models.  This approach relies on formulating a kinetic equation for the disperse phase valid from close-packed to dilute conditions, coupled to a modified Navier-Stokes equation for the continuous phase. Through numerical examples, I will demonstrate that by including added mass and particle-fluid-particle stresses, this modeling approach is well posed for polydisperse flows with arbitrary material density ratios (i.e., bubbly, liquid-solid and gas-solid flows).

Dr. Carlos N. Tomé

El Dr. Tomé se unió al Laboratorio Nacional de Los Álamos en 1996 como Científico, donde actualmente es Miembro del Laboratorio y Emérito. Entre 1985 y 1992 fue Profesor en la Universidad Nacional de Rosario (Argentina) y entre 1992 y 1996 Miembro del Personal Científico en la Energía Atómica de Canadá. Tiene un doctorado en Física de la Universidad Nacional de La Plata (Argentina). Desde 1982, su interés de investigación ha sido el comportamiento elástico, plástico y de fluencia de los agregados policristalinos, con un enfoque en el desarrollo de ecuaciones constitutivas a nivel de cristal único para metales de baja simetría y materiales geológicos. Su investigación incluye el desarrollo teórico y modelado numérico del comportamiento mecánico de los policristales, centrándose en el papel que juegan la textura, el maclado y la microestructura. Sus códigos numéricos son utilizados por científicos de materiales en la academia y centros de investigación para simular la respuesta mecánica y la conformación de agregados cristalinos. El Dr. Tomé tiene más de 230 publicaciones revisadas por pares con más de 32,800 citas y un índice h de 89. Ha coautorado los libros “Texture and Anisotropy”, “Fundamentals and Engineering of Severe Plastic Deformation” y “Material Modeling with the Visco-Plastic Self-Consistent (VPSC) approach: Theory and Practical Applications”. Recibió el Premio Científico/Ingeniero Distinguido 2013 otorgado por la División de Materiales Estructurales de la Sociedad de Minerales, Metales y Materiales (TMS), el Premio Internacional Khan 2016 por sus destacadas contribuciones de por vida al campo de la plasticidad, y el Premio Cyril Stanley Smith 2016, otorgado por el Comité de Honores y Reconocimientos Profesionales de TMS y la Junta Directiva de TMS.

 

TÍTULO DE LA PRESENTACIÓN:

Simulation of metal forming using elasto-visco-plastic crystal plasticity modeling

As computational capabilities increase, simulations play an increasingly relevant role in the design of forming operations and the prediction of mechanical response of metallic alloys under diverse conditions. Such approach is sound – and reduces the extent of experimental characterization – provided that the constitutive laws being used reliably describe the mechanical response of the material. Crystal plasticity models – as opposed to empirical continuum laws – are arguably the most advanced tool for such a task because they are based on the elastic, thermal and plastic mechanisms at the level of the grains that constitute the aggregate. In addition, by representing the materials as an ensemble of grains with different crystal orientations, crystal plasticity models allow one to explicitly account for the effect of texture, and so anisotropy, on the mechanical response of the aggregate. This presentation describes an elasto-visco-plastic polycrystal (EVPSC) model (Y. Jeong and C. N. Tomé, International Journal of Plasticity 135 (2020), 102812) based on the concept above and discusses its implementation as a user material subroutine (UMAT) in the FE solver Abaqus/standard. The model treats grains as fully anisotropic inclusions embedded in an anisotropic Homogeneous Effective Medium (HEM) with the average properties of the polycrystal. The hardening behavior is described using a model based on dislocation-evolution. Within such model an empirical back-stress contributes to Bauschinger effects, and creep contributes to stress relaxation. The model parameters were calibrated using a set of uniform mechanical tests. Such approach allows one to link the crystallographic length scale of the grains to the continuum scale of the polycrystal, and the latter to the macroscopic scale of the technologic components. We present several applications that demonstrate such paradigm and discuss specific aspects of material response that it can address. Specifically, we investigate spring-back following plastic bending in several rolled alloys: a martensitic EDDQ (extra-deep-drawing-quality) mild steel, a dual phase martensitic-austenitic steel DP980, and hcp Magnesium. We also describe an application involving irradiation creep and growth in nuclear reactor fuel elements. Specifically, the prediction of loss of contact during irradiation (gap opening) between Zircaloy cladding tubes and the Zircaloy gris holding them in place. Differences on texture between tube and grid lead to different deformation trends, which in turn leads to loss of contact between grid and tube and so to fretting wear and eventual fuel rod leakage. In all cases the predictions are compared with experimentally available information.

Dr. Paul Steinmann​

Después de obtener su doctorado en ingeniería en 1992, Paul Steinmann recibió la Venia Legendi en Mecánica en 1996 y se convirtió en profesor titular en la Universidad de Kaiserslautern en 1997. En 2007, PS se convirtió en profesor titular en la FAU Erlangen-Nürnberg, donde ha estado activo desde entonces. Rechazó ofertas para una cátedra completa en RWTH Aachen y la prestigiosa Regius Chair en la Universidad de Glasgow, Reino Unido, en 2012 y 2017, respectivamente. Desde 2017 también es codirector del Glasgow Computational Engineering Centre (GCEC) y profesor de Ingeniería Computacional en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Glasgow, Reino Unido. Paul Steinmann ha publicado alrededor de 500 artículos en revistas revisadas por pares, que hasta la fecha (SCOPUS, 4/2024) han recibido unas 15,000 citas, resultando en un índice h actual de 62. Varios honores y premios, como el prestigioso ERC Advanced Investigator Grant en 2011 y 2022, y el Royal Society Wolfson Research Merit Award, Reino Unido, en 2017, reconocen la investigación de PS. PS fue editor de GAMM-Mitteilungen, Wiley (2005-2016) y es miembro del consejo editorial de varias revistas internacionales líderes en el campo. Es editor de dos libros editados sobre mecánica configuracional, “Mechanics of Material Forces” (Springer 2005, con G. Maugin) y “Progress in the Theory and Numerics of Configurational Forces” (Springer 2009), y es autor de cuatro monografías sobre “Geometrical Foundations of Continuum Mechanics” (Springer, 2015), “Magneto-Active Polymers” (DeGruyter, 2020, con J.P. Pelteret), “Computational Material Models” (Springer, 2021, con K. Runesson) y “Spatial and Material Forces in Nonlinear Continuum Mechanics” (Springer, 2020). PS actúa como revisor para múltiples revistas en el campo, así como para varias agencias de financiación de investigación nacionales e internacionales. Ha organizado múltiples conferencias, talleres y simposios, entre ellos la Reunión Anual de GAMM (>1000 participantes), varias Conferencias Temáticas de ECCOMAS, dos Coloquios EUROMECH y un Simposio IUTAM. PS ha dado varias conferencias plenarias, magistrales, invitadas y ha recibido premios de la IACM y EUROMECH en 2006 y el Timoshenko Visiting Scholar Award en la Universidad de Stanford en 2007. Su investigación se centra en los campos de la modelización de materiales, métodos multiescala, problemas multiphysicos, continuos no estándar, mecánica configuracional-fractura-falla, biomecánica, así como desarrollos generales en métodos de elementos finitos y discretización.

 

TÍTULO DE LA PRESENTACIÓN:

Más o Menos: Quasi-optimal Mesh Generation by Concurrent Refinement and Coarsening Using the Virtual Element Method

The virtual element method (VEM) is a recent extension of the finite element method that permits arbitrary polygonal element geometry in two dimensions. This mesh flexibility means that the VEM is well-suited to problems involving adaptive mesh remeshing. In this work an energy error estimation has been implemented using a super-convergent patch recovery procedure. Using this error estimator elements are flagged for refinement or coarsening. The refinement (D van Huyssteen et al., CMAME, 393(1):114849 (2022)) and coarsening (D van Huyssteen et al., CMAME, 418(1):116507 (2024)) of the elements is performed using novel remeshing procedures that are suitable for the arbitrary polygonal element geometries permitted by the VEM. The combined remeshing procedure has been implemented for the case of two-dimensional linear elastic problems and represents the first example of a fully adaptive VEM (D van Huyssteen et al., arXiv, 2407.13665 (2024)). Of further significance is the novel notion of quasi-optimal meshes. A quasi-optimal mesh is that which meets a specified energy error target and exhibits quasi-even error distribution. That is, all element-level errors fall within a satisfactory range defined in terms of the specific target. Through the novel fully adaptive remeshing procedure elements are refined and coarsened accordingly until a quasi-even error distribution is met. The remeshing procedure is capable of generating a quasi-optimal mesh from any initial mesh and for any specified error target (D van Huyssteen et al., arXiv, 2407.13665 (2024)).

Dr. Daniel Fuster

Director de Investigación del CNRS en el Instituto D’Alembert de la Sorbonne Université en París, Daniel Fuster obtuvo su doctorado en Mecánica de Fluidos en la Universidad de Zaragoza (España) en 2007. Después de dos estancias postdoctorales en el Instituto D’Alembert (París) y en el grupo de Física de Flujos Computacionales en Caltech (EE.UU.), obtuvo un puesto de investigación en el CNRS como Chargé de Recherche en D’Alembert en 2010. Su carrera de investigación se centra en el desarrollo de técnicas numéricas para la solución de las ecuaciones completas de Navier-Stokes para flujos multifásicos tanto incompresibles como compresibles, contribuyendo al desarrollo de software libre como Basilisk, Gerris o el Simulador PARIS. Daniel se interesa no solo en el desarrollo numérico de herramientas numéricas, sino también en el uso de estas técnicas para mejorar la comprensión física de problemas desafiantes que incluyen múltiples fases, como la cavitación, la propagación de ondas en flujos burbujeantes, así como diversos aspectos de los procesos de atomización y fragmentación.

 

TÍTULO DE LA PRESENTACIÓN:

On the Characterization of Regularization Errors Introduced by the One-fluid Formulation in the DNS of Multiphase Flows

Most available multiphase flow solvers resort to numerical methods based on the one-fluid approach which consists in introducing averaged quantities in one or several cells around the position of the interface.  Understanding the consequences of this regularization procedure is important in order to develop numerical methods able to reduce discretization errors and the design of novel Adaptive Mesh Refinement Methods to obtain grids that reduce the numerical errors.  In this talk we will theoretically discuss the influence of an arbitrary regularization procedure in the continuum limit in problems where both the solution of the sharp interface and its corresponding regularized problem can be analytically computed.  In general, we show that the errorintroduced by any the regularization can be decomposed into an outer problem and an inner problem that imposes jump conditions for the error and the errorflux in the outer region.  Although the harmonic mean is shown to be exact in the outer regions for one-dimensional problems, the optimal choice of theaveraging rule is shown to be problem dependent for multidimensional flows. Interestingly, the model proposed is shown to reproduce well the numericalerrors observed for a variety of problems related to the solution of the Poisson equation and also the Navier-Stokes equations, where the introduction of an artificial regularization length modifies the growth rate of classical instabilities.

Dr. Rainald Löhner

Rainald Lohner es jefe del centro de Dinámica de Fluidos Computacional de la George Mason University in Fairfax, VA, Washingto DC. El prof. Lohner recibió su MSC en Ingeniería Mecánica en la Technische Universitaet Braunschweig, Alemania; y su PdD y DSc en Ingeniería Civil en University College of Swansea, Gales. Sus areas de interés incluyendo método numéricos, solvers, generación de mallas, computación en paralelo, visualización, pre-proceso, interacción fluido-estructura, optimización de formas y procesos y dinámica computacional de multitudes. Sus códigos y métodos han sido aplicados en muchos campos, incluyendo la aerodinámica de aviones, autos y trenes, la hidrodinámica de barcos, submarinos, UUVs y UAVs, interacción shock-estructura, análisis de dispersión y propagación de patógenos en áreas urbanas, hemodinámica de enfermedades vasculares, y evaluaciones de seguridad peatonal. El Prof. Lohner es autor de mas de 800 artículos en los campos mencionados, así como también un libro de texto en Técnicas de CFD Aplicadas.

 

TÍTULO DE LA PRESENTACIÓN:

TIMESTEPPING FOR BARELY COUPLED MULTIPHYSICS

Over the last five decades computational mechanics has matured rapidly. In each of the core disciplines -fluid dynamics, structural dynamics, combustion, heat transfer, acoustics, electromagnetics, mass transfer, control, etc.- robust and efficient numerical techniques have been developed, and a large code base of academic, open source and commercial codes is available. The acquisition of many of these commercial codes by the leading CAD-vendors attests to the desire to streamline the typical computational mechanics workflow (CAD, boundary conditions, loads, physical parameter, solution with possibly mesh adaptation, post-processing) by integrating all parts into a single application. The ability to obtain accurate and timely results in each of the coredisciplines or metiers has prompted the desire to reach the same degree of simplicity in computing multi-physics problems. A large class of coupled problems exhibits large disparity of timescales. Examples include evaporative cooling (where the flowfield may be established in seconds while the temperature field requires minutes), sedimentation of rivers and estuaries (where the flowfield is established in seconds while the filling up of a channel takes weeks), deposition of cholesterol in arteries (where the flowfield is established after two heartbeats while the deposition can take years), the wear of semi-autogenous grinding (SAG) mills (where the movement of steel balls and mineral-rich rocks and mud is established in minutes while the wear of the liners can take hours), and many others. We denote this class of problems as `barely coupled’. In each of these cases a coupling is clearly present. However, due to physics and nonlinear effects one can not simply run with a fully coupled time discretization using very large timesteps. This would lead to incorrect results. It then becomes very costly to run in a strictly time-accurate manner. The recourse advocated here is to run each problemto a quasi steady-state, and to couple the different disciplines in a loose manner. The talk will describe in detail the techniques used, some fundamental results regarding stability and convergence, and show several examples.

Dr. Ivo Roghair

Ivo Roghair es Profesor Asistente en el grupo de investigación de Intensificación de Procesos Químicos, donde trabaja en la modelización computacional de nuevos conceptos de reactores intensificados, como reactores de membrana, procesos de looping químico, flujos burbujeantes y la integración térmica. Su investigación se centra en el desarrollo de herramientas numéricas (multiescala: modelos de reactores 1D, modelos basados en CFD 3D) mientras está estrechamente involucrado en experimentos para la validación y comprensión fundamental (por ejemplo, mediciones PIV/DIA en lechos fluidizados o análisis termogravimétrico para estudios de conversión de partículas). Roghair ha estado recientemente involucrado en un proyecto ECHO-STIP sobre el origen de la cinética redox de los portadores de oxígeno para procesos de looping químico. Además, participa en el diseño, escalado y operación de reactores de membrana de lecho fluidizado. Las interacciones entre partículas químicamente activas, membranas y la compleja hidrodinámica en los lechos fluidizados hacen de este un área de investigación altamente desafiante. Además, Roghair contribuye al proyecto de la UE “Intensified-by-Design (IbD®)”, donde investiga cómo las fuerzas interpartículas afectan el comportamiento genérico de la fluidización a temperaturas elevadas utilizando simulaciones de partículas discretas. También lidera un estudio de caso sobre conceptos de secadores de lecho fluidizado intensificados. Esto se conecta muy bien con sus otros esfuerzos de investigación en secadores de lecho fluidizado para polvos farmacéuticos y poliolefinas, en relación con la prevención de aspectos degenerativos como la formación de incrustaciones o aglomerados debido a partículas húmedas o ablandadas, triboelectrificación, etc.

 

TÍTULO DE LA PRESENTACIÓN:

Advanced Numerical Tools for Chemical Process Intensification: Innovations in 3D Printing, Membrane Reactors, and Bubble Dynamics

Chemical process intensification (CPI) is concerned with making innovations for chemical processes to make them smaller and faster, and more sustainable and efficient. Typically, CPI aims for utilizing and enforcing a synergy of the different chemical-physical processes in a reactor and involves a deep understanding of the reactor behavior and being able to control the different aspects of the reactor system. We therefore work on the development of digital twins for various reactor system types, along with experimental validation and verification. In this talk, I will give an overview of the numerical and experimental technologies and innovations that were developed in our group, aiming to stimulate other researchers to identify process intensification opportunities in their research. One area of interest is 3D printing of catalysts. Catalysts speed up chemical reactions, and with 3D printing, we can create custom-designed catalysts that enhance heat transfer while keeping the pressure drop within limits, leading to more efficient reactors. We have developed a number of logpile structure designs, that outperform conventional reactors relating to the pressure drop and heat transfer.Another intensification technology concerns fluidized bed membrane reactors. These reactors use a membrane to separate and control the reaction environment, and by properly extracting the product, it drives equilibrium reactions to the product side, resulting in better performance and higher yields. Our digital twin models help to gain insight in the placement of the membranes in the reactor under reactive conditions. Finally, we dive into the realm of two-phase gas-liquid flows, from bubble column reactors to modern electrolyzers. Understanding how bubbles form, grow, release, and rise can significantly improve the efficiency and design of e.g. electrodes and reactor structures. We have set out to develop digital twins using various approaches; by traditional numerical modelling (e.g. Euler-Lagrange CFD type models), as well as by developing deep-learning based techniques e.g. novel graph neural network architectures. The latter helps us to accelerate the simulation of complex physical systems, with a focus on bubble front-tracking in multiphase flow. Besides, machine learning techniques can also assist us to perform validation experiments. We demonstrate a machine-learning based technique for bubble detection and optical bubble characterization. We will explore how we can reconstruct the 3D shapes of bubbles, providing deeper insights into their behavior and improving their role in model validation.

Dr. Pablo Mininni​

Pablo Mininni recibió su diploma en 1999 y su título de doctor en 2003, ambos en física y de la Universidad de Buenos Aires (UBA) en Argentina, bajo la supervisión de Daniel Gómez. Desde 2004 hasta 2007 fue postdoctorado y luego científico en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) en Boulder, CO, EE.UU., trabajando bajo la supervisión de Annick Pouquet, David Montgomery y Darryl Holm. Continuó trabajando para NCAR como científico a tiempo parcial de 2007 a 2012. Desde 2007 es profesor en el Departamento de Física de la UBA, donde también fue director del departamento de 2011 a 2015. Recibió el premio Houssay (Argentina) en 2010 y el premio ICTP (UNESCO/Italia) en 2012. Desde 2022 es el director de INFINA, un instituto conjunto CONICET-UBA que trabaja en física interdisciplinaria y aplicada. Trabaja en el estudio numérico y teórico de flujos turbulentos, con aplicaciones en astrofísica, geofísica y ciencias atmosféricas. En el campo de la dinámica de fluidos, su experiencia incluye métodos de paralelización para la dinámica de fluidos computacional, la aplicación de métodos estadísticos para la caracterización y análisis de flujos turbulentos, análisis espectral de fenómenos multiescala y multifísicos, y modelado de sub-mallas para flujos turbulentos. Las aplicaciones incluyen el ciclo solar y dinamos turbulentos, reconexión magnética, turbulencia rotacional y estratificada, y fluidos cuánticos. Recientemente, también se ha interesado en aspectos experimentales de la dinámica de fluidos aplicada al estudio de flujos geofísicos. Para más información, visite la página web de su grupo de investigación.

 

TÍTULO DE LA PRESENTACIÓN:

Harnessing HPC to Understand Turbulence: Capturing the Fine-grain Structure of Geophysical Flows

In the realm of atmospheric dynamics, the emergence of large-scale structures from small-scale turbulent convective motions stands as one of the most striking phenomena in nature. This process, which impacts climate modeling, small-scale collisions of particles and droplets in clouds, and has implications for industrial flows, is difficult to capture in traditional turbulence models. This presentation will delve into insights from single- and multi-phase numerical simulations of unprecedented sizes, resolving atmospheric flows with spatial resolutions down to 30 meters. Turbulence in these simulations develops intricate structures seen in nature, as well as large-scale self-organized patterns. I will also discuss the code development and parallelization methods we use to leverage the power of recent high-performance computing systems. Finally, I will discuss prospects for HPC in Argentina in light of the recent acquisition of a system in the TOP500.