Van-Huyen Vu - Academia.edu (original) (raw)
Papers by Van-Huyen Vu
Une modelisation hybride dynamique moleculaire/Volumes finis est presentee pour simuler l’ecoulem... more Une modelisation hybride dynamique moleculaire/Volumes finis est presentee pour simuler l’ecoulement d’un gaz compressible dans un canal de grande longueur. La methode de controle de la masse volumique est en particulier detaillee et etudiee.
L'objectif de cette these est de mettre en œuvre une description multi-echelle adaptee aux ec... more L'objectif de cette these est de mettre en œuvre une description multi-echelle adaptee aux ecoulements de fluides dans des micro-/nano-conduites. Cette approche doit permettre de decrire, aussi bien les petites echelles relatives aux interactions du fluide avec les atomes du mur, que les grandes echelles de l’ecoulement engendrees par les conditions aux limites d'entree/sortie du canal. Pour cela, nous avons developpe une methode qui couple une modelisation continue des ecoulements et des transferts de chaleur dans le cœur du canal avec une modelisation discrete proche des parois, basee sur une representation atomistique du fluide et du mur.Les equations de Navier-Stokes et de l’energie, couplees a une equation d’etat, sont approximees par une methode de volumes finis dans le cœur de l’ecoulement alors que des simulations de dynamique moleculaire sont utilisees pour representer finement les interactions entre le fluide et la paroi. Cette approche hybride necessite la transmi...
Une modelisation hybride dynamique moleculaire /Volumes finis est presentee pour simuler l'ec... more Une modelisation hybride dynamique moleculaire /Volumes finis est presentee pour simuler l'ecoulement d'un gaz et de son condensat dans un canal dont la temperature est inferieure a la temperature de rosee.
Les transferts aux interfaces jouent un role determinant dans de tres nombreux problemes physique... more Les transferts aux interfaces jouent un role determinant dans de tres nombreux problemes physiques. A l'echelle macroscopique, l'interface est vue comme la limite entre deux milieux dont les proprietes sont differentes. Classiquement, les conditions de raccord entre ces milieux sont assurees par des relations de continuite ou de saut des variables primaires (vitesse, temperature...) ou secondaires (contraintes, flux de chaleur...). Lorsque les dimensions caracteristiques du probleme deviennent tres petites, ces conditions interfaciales classiques doivent etre modifiees pour tenir compte des phenomenes physiques qui sont negligeables a plus grande echelle. Dans le cas d'un ecoulement dans un micro ou nano systeme, l'interface definie entre les molecules du fluide et les atomes du solide doit etre finement modelisee. Des modeles macroscopiques des interactions du fluide avec une paroi existent dans la littera-ture, par exemple par l'introduction des phenomenes de g...
International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, 2018
Purpose This paper aims to extend the hybrid atomistic-continuum multiscale method developed by V... more Purpose This paper aims to extend the hybrid atomistic-continuum multiscale method developed by Vu et al. (2016) to study the gas flow problems in long microchannels involving density variations. Design/methodology/approach The simulation domain is decomposed into three regions: the bulk where the continuous Navier–Stokes and energy equations are solved, the neighbourhood of the wall simulated by molecular dynamics and the overlap region which connects the macroscopic variables (density, velocity and temperature) between the two former regions. For the simulation of long micro/nanochannels, a strategy with multiple molecular blocks all along the fluid/solid interface is adopted to capture accurately the macroscopic velocity and temperature variations. Findings The validity of the hybrid method is shown by comparisons with a simplified analytical model in the molecular region. Applications to compressible and condensation problems are also presented, and the results are discussed. Or...
ASME 2016 14th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels, 2016
In this paper, we present a development on the theory and simulation method for gas flows inside ... more In this paper, we present a development on the theory and simulation method for gas flows inside a micro/nano-channel confined between anisotropic walls. Typical examples of those structures are orthorhombic crystal surfaces, unequally strained crystals, surfaces containing parallel stripes at atomic scale or even randomly rough surfaces whose profile distributions are anisotropic, etc... As a result, the gas-wall collision behavior depends strongly on the direction and cannot be captured by traditional isotropic models, e.g Maxwell or Cercignani-Lampis (CL) [1, 2]. These effects have been shown by our previous work based on MD simulations of beam scattering experiments. In particular, the tangential accommodation coefficient varies with the projection direction of the gas atom onto the solid wall surface [3].
Microfluidics and Nanofluidics, 2016
A hybrid atomistic-continuum method devoted to the study of multi-scale problems is presented. Th... more A hybrid atomistic-continuum method devoted to the study of multi-scale problems is presented. The simulation domain is decomposed into three regions: the bulk where the continuous Navier-Stokes and energy equations are solved, the neighbourhood of the wall simulated by the Molecular Dynamics and the overlap region which connects the macroscopic variables (velocity and temperature) between the former two regions. For the simulation of long micro/nano-channels, we adopt multiple molecular blocks along the flow direction, what enables the accurate capture of the velocity and temperature variations from the inlet to the outlet. The validity of the hybrid method is shown by comparisons with both analytical solutions and Finite Volume simulations. This method is then applied successfully to the study the hydrodynamic and thermal development of a liquid flow in a long micro/nano-channel.
Journal of Mathematical Physics, 2015
The paper presents an interface model for gas flowing through a channel constituted of anisotropi... more The paper presents an interface model for gas flowing through a channel constituted of anisotropic wall surfaces. Using anisotropic scattering kernels and Chapman Enskog phase density, the boundary conditions (BCs) for velocity, temperature, and discontinuities including velocity slip and temperature jump at the wall are obtained. Two scattering kernels, Dadzie and Meolans (DM) kernel, and generalized anisotropic Cercignani-Lampis (ACL) are examined in the present paper, yielding simple BCs at the wall fluid interface. With these two kernels, we rigorously recover the analytical expression for orientation dependent slip shown in our previous works [Pham et al., Phys. Rev. E 86, 051201 (2012) and To et al., J. Heat Transfer 137, 091002 (2015)] which is in good agreement with molecular dynamics simulation results. More important, our models include both thermal transpiration effect and new equations for the temperature jump. While the same expression depending on the two tangential accommodation coefficients is obtained for slip velocity, the DM and ACL temperature equations are significantly different. The derived BC equations associated with these two kernels are of interest for the gas simulations since they are able to capture the direction dependent slip behavior of anisotropic interfaces.
Dans cet article, l'écoulement établi dans des micros/nano-conduites est étudié par la méthode hy... more Dans cet article, l'écoulement établi dans des micros/nano-conduites est étudié par la méthode hybride Navier-Stokes et Dynamique Moléculaire. La conduite est décomposée en deux domaines de simulations : dans le coeur de la conduite, l'écoulement est décrit par les équations de Navier-Stokes incompressibles et de l'énergie (NSE) tandis que le voisinage de la paroi est partiellement décrit par la Dynamique Moléculaire (DM). Les variables primaires, vitesse et température, à l'interface des deux zones sont synchronisées afin d'assurer le couplage entre les deux approches. Les résultats obtenus par cette méthode sont en très bon accord avec des solutions transitoires pour deux cas d'études classiques : l'écoulement de Couette et l'état conductif entre deux plaques planes. La méthode de couplage est ensuite utilisée pour étudier l'établissement dynamique et thermique dans une micro-conduite.
ASME 2016 14th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels, 2016
Une modelisation hybride dynamique moleculaire/Volumes finis est presentee pour simuler l’ecoulem... more Une modelisation hybride dynamique moleculaire/Volumes finis est presentee pour simuler l’ecoulement d’un gaz compressible dans un canal de grande longueur. La methode de controle de la masse volumique est en particulier detaillee et etudiee.
L'objectif de cette these est de mettre en œuvre une description multi-echelle adaptee aux ec... more L'objectif de cette these est de mettre en œuvre une description multi-echelle adaptee aux ecoulements de fluides dans des micro-/nano-conduites. Cette approche doit permettre de decrire, aussi bien les petites echelles relatives aux interactions du fluide avec les atomes du mur, que les grandes echelles de l’ecoulement engendrees par les conditions aux limites d'entree/sortie du canal. Pour cela, nous avons developpe une methode qui couple une modelisation continue des ecoulements et des transferts de chaleur dans le cœur du canal avec une modelisation discrete proche des parois, basee sur une representation atomistique du fluide et du mur.Les equations de Navier-Stokes et de l’energie, couplees a une equation d’etat, sont approximees par une methode de volumes finis dans le cœur de l’ecoulement alors que des simulations de dynamique moleculaire sont utilisees pour representer finement les interactions entre le fluide et la paroi. Cette approche hybride necessite la transmi...
Une modelisation hybride dynamique moleculaire /Volumes finis est presentee pour simuler l'ec... more Une modelisation hybride dynamique moleculaire /Volumes finis est presentee pour simuler l'ecoulement d'un gaz et de son condensat dans un canal dont la temperature est inferieure a la temperature de rosee.
Les transferts aux interfaces jouent un role determinant dans de tres nombreux problemes physique... more Les transferts aux interfaces jouent un role determinant dans de tres nombreux problemes physiques. A l'echelle macroscopique, l'interface est vue comme la limite entre deux milieux dont les proprietes sont differentes. Classiquement, les conditions de raccord entre ces milieux sont assurees par des relations de continuite ou de saut des variables primaires (vitesse, temperature...) ou secondaires (contraintes, flux de chaleur...). Lorsque les dimensions caracteristiques du probleme deviennent tres petites, ces conditions interfaciales classiques doivent etre modifiees pour tenir compte des phenomenes physiques qui sont negligeables a plus grande echelle. Dans le cas d'un ecoulement dans un micro ou nano systeme, l'interface definie entre les molecules du fluide et les atomes du solide doit etre finement modelisee. Des modeles macroscopiques des interactions du fluide avec une paroi existent dans la littera-ture, par exemple par l'introduction des phenomenes de g...
International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, 2018
Purpose This paper aims to extend the hybrid atomistic-continuum multiscale method developed by V... more Purpose This paper aims to extend the hybrid atomistic-continuum multiscale method developed by Vu et al. (2016) to study the gas flow problems in long microchannels involving density variations. Design/methodology/approach The simulation domain is decomposed into three regions: the bulk where the continuous Navier–Stokes and energy equations are solved, the neighbourhood of the wall simulated by molecular dynamics and the overlap region which connects the macroscopic variables (density, velocity and temperature) between the two former regions. For the simulation of long micro/nanochannels, a strategy with multiple molecular blocks all along the fluid/solid interface is adopted to capture accurately the macroscopic velocity and temperature variations. Findings The validity of the hybrid method is shown by comparisons with a simplified analytical model in the molecular region. Applications to compressible and condensation problems are also presented, and the results are discussed. Or...
ASME 2016 14th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels, 2016
In this paper, we present a development on the theory and simulation method for gas flows inside ... more In this paper, we present a development on the theory and simulation method for gas flows inside a micro/nano-channel confined between anisotropic walls. Typical examples of those structures are orthorhombic crystal surfaces, unequally strained crystals, surfaces containing parallel stripes at atomic scale or even randomly rough surfaces whose profile distributions are anisotropic, etc... As a result, the gas-wall collision behavior depends strongly on the direction and cannot be captured by traditional isotropic models, e.g Maxwell or Cercignani-Lampis (CL) [1, 2]. These effects have been shown by our previous work based on MD simulations of beam scattering experiments. In particular, the tangential accommodation coefficient varies with the projection direction of the gas atom onto the solid wall surface [3].
Microfluidics and Nanofluidics, 2016
A hybrid atomistic-continuum method devoted to the study of multi-scale problems is presented. Th... more A hybrid atomistic-continuum method devoted to the study of multi-scale problems is presented. The simulation domain is decomposed into three regions: the bulk where the continuous Navier-Stokes and energy equations are solved, the neighbourhood of the wall simulated by the Molecular Dynamics and the overlap region which connects the macroscopic variables (velocity and temperature) between the former two regions. For the simulation of long micro/nano-channels, we adopt multiple molecular blocks along the flow direction, what enables the accurate capture of the velocity and temperature variations from the inlet to the outlet. The validity of the hybrid method is shown by comparisons with both analytical solutions and Finite Volume simulations. This method is then applied successfully to the study the hydrodynamic and thermal development of a liquid flow in a long micro/nano-channel.
Journal of Mathematical Physics, 2015
The paper presents an interface model for gas flowing through a channel constituted of anisotropi... more The paper presents an interface model for gas flowing through a channel constituted of anisotropic wall surfaces. Using anisotropic scattering kernels and Chapman Enskog phase density, the boundary conditions (BCs) for velocity, temperature, and discontinuities including velocity slip and temperature jump at the wall are obtained. Two scattering kernels, Dadzie and Meolans (DM) kernel, and generalized anisotropic Cercignani-Lampis (ACL) are examined in the present paper, yielding simple BCs at the wall fluid interface. With these two kernels, we rigorously recover the analytical expression for orientation dependent slip shown in our previous works [Pham et al., Phys. Rev. E 86, 051201 (2012) and To et al., J. Heat Transfer 137, 091002 (2015)] which is in good agreement with molecular dynamics simulation results. More important, our models include both thermal transpiration effect and new equations for the temperature jump. While the same expression depending on the two tangential accommodation coefficients is obtained for slip velocity, the DM and ACL temperature equations are significantly different. The derived BC equations associated with these two kernels are of interest for the gas simulations since they are able to capture the direction dependent slip behavior of anisotropic interfaces.
Dans cet article, l'écoulement établi dans des micros/nano-conduites est étudié par la méthode hy... more Dans cet article, l'écoulement établi dans des micros/nano-conduites est étudié par la méthode hybride Navier-Stokes et Dynamique Moléculaire. La conduite est décomposée en deux domaines de simulations : dans le coeur de la conduite, l'écoulement est décrit par les équations de Navier-Stokes incompressibles et de l'énergie (NSE) tandis que le voisinage de la paroi est partiellement décrit par la Dynamique Moléculaire (DM). Les variables primaires, vitesse et température, à l'interface des deux zones sont synchronisées afin d'assurer le couplage entre les deux approches. Les résultats obtenus par cette méthode sont en très bon accord avec des solutions transitoires pour deux cas d'études classiques : l'écoulement de Couette et l'état conductif entre deux plaques planes. La méthode de couplage est ensuite utilisée pour étudier l'établissement dynamique et thermique dans une micro-conduite.
ASME 2016 14th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels, 2016