Turbulence dans l'helium a basse temperature

par Frédéric Belin

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de PATRICK TABELINE.

Soutenue en 1998

à Paris 7 .

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  • Résumé

    Depuis l'avancee essentielle que constitue la theorie de kolmogorov de 1941 et sa verification presque entiere quelques annees plus tard, les efforts de la recherche en matiere de turbulence portent sur la comprehension des deviations par rapport a cette theorie, regroupees sous le vocable d'intermittence. Tirant partie des possibilites offertes par un dispositif de creation de la turbulence en geometrie fermee (controle accru des conditions), et utilisant comme fluide de travail l'helium gazeux aux alentours de 5 k (gamme de nombres de reynolds s'etendant sur pres de trois ordres de grandeur et atteignant les valeurs typiques des plus grandes souffleries), une etude de la statistique des increments de vitesse est d'abord menee. L'evolution des quantites liees aux gradients de vitesse laisse en particulier apparaitre une transition inattendue vers un nombre de reynolds microechelle de 670. Afin de comprendre l'origine d'une telle transition, on est conduit a rechercher la presence de structures directement sur le signal de vitesse. Les caracteristiques des structures observees (que l'on baptise vermisseaux) s'averent tres proches de celles des filaments de vorticite decrits dans les simulations numeriques de turbulence (taille de quelques echelles de kolmogorov, amplitude de vitesse interne de l'ordre de l'ecart-type des fluctuations de vitesse). On propose que la transition correspond a une instabilite des vermisseaux et on montre qu'un modele ou ces objets sont plonges dans une mer kolmogorovienne reproduit de facon satisfaisante les evolutions de certaines quantites refletant l'intermittence des echelles dissipatives. L'observation du signal a une echelle plus grande revele par ailleurs que les vermisseaux sont generalement groupes et contenus dans des zones de forte activite, ce qui fournit quelques indices quant a leur formation.


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Informations

  • Détails : 15 P.
  • Annexes : 57 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : TS1998
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