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Séminaire Jacques Magnaudet

7 octobre 2014

Propriétés de la turbulence induite par la flottabilité dans un tube incliné fermé

Jacques Magnaudet

Jeudi 23 octobre à 16 h 00

Salle Castex Rez de chaussée

Résumé :

Une stratification de densité initialement instable est connue pour générer sous certaines conditions un écoulement turbulent (turbulence dite de Rayleigh-Taylor) présentant notamment une très forte anisotropie des fluctuations de vitesse et des échelles de longueur. On s’intéressera ici au cas où une telle turbulence est produite dans un tube circulaire de grande longueur, faiblement incliné par rapport à la verticale et fermé à ses extrémités, les propriétés statistiques de cet écoulement aux différentes échelles étant obtenues grâce à une simulation numérique menée dans le cadre de l’hypothèse de Boussinesq.
On montrera que certaines de ces propriétés sont particulièrement originales, que la plupart d’entre elles diffèrent profondément de celles d’un écoulement piloté par un gradient de pression axial, tandis que des analogies existent avec la convection naturelle entre plaques ou la turbulence de Rayleigh-Bénard. On s’attachera à illustrer selon les cas les effets coopératifs ou la compétition entre la composante axiale déstabilisante de la stratification, sa composante transverse stabilisante, le cisaillement moyen et le confinement imposé par la paroi latérale du tube. On montrera comment les bilans de différents moments peuvent être exploités pour comprendre les aspects les plus surprenants des comportements observés et prédire les propriétés de grande échelle du mélange turbulent, notamment les différentes composantes du tenseur de diffusivité.