Simulation des grandes echelles de convection turbulente en milieu tournant

par JUDITH PADILLA BARBOSA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Olivier Métais.

Soutenue en 1999

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    La convection turbulente en milieu tournant, en particulier, le phenomene oceanique de la formation des eaux profondes est etudie par la simulation numerique des grandes echelles. Dans le but de reproduire ce phenomene naturel, on propose un systeme incompressible soumis a la rotation, la pesanteur et la stratification (neutre ou stable) decrit par les equations de conservation de la quantite de mouvement, de l'energie et de la masse dans l'approximation de boussinesq. Dans le cadre de la simulation des grandes echelles, le modele sous-maille de la fonction de structure et le modele de la fonction de structure avec coups sont utilises pour faire face a la nature turbulente de l'ecoulement. Dans un premier temps, l'etude de l'ocean de densite homogene permet d'identifier les avantages de la simulation des grandes echelles ainsi que l'effet de la rotation sur le processus convectif. Ce dernier est examine en considerant une large gamme des taux de rotation. De plus, l'examen de l'ocean stablement stratifie donne la possibilite d'observer la dynamique de la convection penetrative. Enfin, dans les contextes homogene et stratifie, par le biais de l'analyse de la dynamique de la vorticite, les mecanismes generateurs de la vorticite et de la dissymetrie de la vorticite verticale sont etablis, permettant aussi d'identifier les structures coherentes associees a ce type d'ecoulements. L'ocean homogene s'avere un milieu favorable a la generation de la vorticite cyclonique, tandis que le milieu stratifie est plutot dispose a l'inhibition et la symetrie de la vorticite, vers une legere tendance a la vorticite anticyclonique dans certains regions du domaine.

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Informations

  • Détails : 150 p.
  • Annexes : 74 ref.

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