Instabilités et turbulence
Instabilités
Ondes internes
La recherche examine le rôle crucial des ondes internes océaniques dans la régulation du réchauffement climatique, notamment via le mélange vertical des masses d'eau profonde. Ces ondes, générées par l'interaction entre la marée barotrope et la topographie océanique, permettent le transport de chaleur, de sel, de nutriments et de carbone sur des cycles millénaires. Les interactions onde-onde, comme l'instabilité triadique résonante, sont essentielles pour comprendre les mécanismes de dissipation et de mélange des ondes internes. Une étude récente, basée sur des simulations théoriques et numériques avec le modèle MITgcm, montre que des perturbations de faible énergie peuvent produire des croissances transitoires significatives, particulièrement dans des triades linéairement stables. Ces phénomènes sont influencés par des paramètres tels que la rotation terrestre, la viscosité et les non-linéarités. Ces projets illustrent le progrès des recherches sur les mécanismes océaniques et leur lien avec les dynamiques climatiques.
Transition à la turbulence
Des avancées sur la transition à la turbulence dans les écoulements cisaillés ont été réalisées, combinant études théoriques, numériques et expérimentales. Le laboratoire a contribué avec des mesures réalisées dans une géométrie de Couette plan stratifié, révélant l'impact de la stratification sur les transitions observables.
Vidange
Les instabilités du cœur gazeux des écoulements de vidange tourbillonnaires peuvent entraîner de graves problèmes de sécurité dans des applications industrielles du secteur de l’énergie, telles que les centrales nucléaires ou les turbines de barrages hydro-électriques.
Modèles réduits
Les modèles réduits, construits sur la base des "modes de bifurcation" impliqués dans les instabilités subies par le système, permettent de reproduire les dynamiques non-linéaires transitoire et asymptotique d'un écoulement fluide, ici illustré sur le "pinball fluidique". Ces modèles ont également permis de mettre en évidence des coïncidences d’instabilités, à priori non génériques, en mécanique des fluides.
Collaborateurs
LMI - IMSIA:
Luc Pastur
Romain Monchaux
Sabine Ortiz
Benjamin Cotté
Cyril Touzé
Extérieur:
LADHYX: Jean-Marc Chomaz
CEA: A. GENTY, L. SARGENTINI, A. GHIONE, C. LEDIER
FAST: P. Gondret
Institut de Technologie de Harbin
PMMH
Particules en turbulence
Problématique liée à de nombreuse applications naturelles ou industrielles (pollution, moteur, réacteur chimique, formation de la pluie, dispersion du plancton, formation des cœurs de planètes...), les écoulements chargés en particules inertielles résistent à notre compréhension du fait du grand nombre de paramètres intriqués mis en jeu et à l’absence de modèle théoriques permettant des simulations numériques réalistes. Nous proposons des expériences modèles ayant pour finalité de séparer autant que possible l’influence respectives des 5 paramètres de contrôle de ces systèmes. Nous avons mis en place un système de mesure permettant d'avoir simultanément le suivi lagrangien des particules inertielles et le champ de vitesse eulérien du fluide porteur.
Collaborateurs
LMI:
Extérieurs:
Anne Dejoan (CIEMAT, Madrid)
Martin Obligado (LMFL, Lille)
Mickael Bourgoin (ENS, Lyon)
