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Séminaire Pierre Augier 25 septembre

13 septembre 2012

Turbulence en milieu stratifié, mécanismes de la cascade et application à l’atmosphère

Mardi 25 Septembre à 14 h 00

Amphithéâtre Nougaro

Pierre Augier, KTH mechanics, Stockholm, Suède.

Résumé :

La turbulence fortement influencée par une stratification stable en densité est rencontrée dans l’atmosphère et les océans dans une gamme d’échelles intermédiaires où la force de Coriolis est négligeable.

Une première partie du séminaire traitera de la transition à la turbulence d’un écoulement simple, une paire de tourbillons colonnaires contra-rotatifs. Des Simulations Numériques Directes (DNS) montrent que lorsque la dissipation est suffisamment faible, deux instabilités secondaires, de cisaillement et gravitationnelle, se développent après l’instabilité zigzag. Ces deux instabilités mènent à une transition à la turbulence qui présente des spectres anisotropes similaires à ceux associés à la turbulence stratifiée pleinement développée.

Dans une deuxième partie, on présentera deux études, expérimentales et numériques, d’un écoulement pleinement turbulent forcé par plusieurs générateurs de dipôles. Les expériences aux plus grands nombres de Reynolds de flottabilité ont permis pour la première fois de quasiment atteindre le régime de turbulence fortement stratifié. Les simulations numériques forcées dans l’espace physique avec le même type de forçage ont permis de reproduire les résultats expérimentaux et de les étendre aux grands nombres de Reynolds de flottabilité. Elles révèlent que la plus grande échelle des retournements est de l’ordre de l’échelle de flottabilité.

Enfin, on discutera rapidement des conséquences pour la dynamique de l’atmosphère et sa simulation de la cascade directe d’énergie en turbulence stratifie.