Une experience sur la turbulence mhd quasi-bidimensionnelle

par KARIM MESSADEK

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de René Moreau.

Soutenue en 2001

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Un ecoulement cisaille mhd quasi-bidimensionnel est realise dans une couche mince circulaire de mercure soumise a un champ magnetique vertical uniforme b. Le fluide est mis en mouvement grace a un courant electrique radial i qu'on injecte a mi rayon de la cellule via des electrodes ponctuelles. Une couche cisaillee extremement instable se developpe alors entre la zone annulaire de fluide ou le courant est injecte et la zone centrale, entrainee par la premiere. Les proprietes du champ moyen de vitesse ainsi que les proprietes de la turbulence generee par l'instabilite de cette couche cisaillee sont etudiees sur une large gamme de parametres i et b (b allant jusqu'a 6 tesla). L'examen du moment cinetique global, deduit du champ moyen de vitesse, confirme la quasi-bidimentionalite de l'ecoulement de cur pour des champs superieurs a 2 t, la ou les effets faiblement 3d deviennent negligeables. Le modele asymptotique de sommeria-moreau (1982) est alors bien verifie au-dela de ce champ critique. L'analyse spectrale montre que l'ecoulement est domine par des structures coherentes evoluant de maniere quasi-periodique a faible frequence, alimentees en energie par des structures plus petites via un mecanisme de transfert inverse d'energie. On observe que les spectres d'energie cinetique presentent, sur moins d'une decade de nombres d'onde, une zone autosimilaire en k - 5 / 3 ou k - 3 selon que la dissipation joule dans les couches de hartmann est negligeable ou est du meme ordre que les effets inertiels. On montre alors que l'ecoulement est gouverne par un seul parametre, le rapport ha/re (ha et re sont respectivement les nombres de hartmann et de reynolds) et on defini deux ensembles de valeurs de ce parametre pour lesquels la dynamique

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Informations

  • Détails : 150 p.
  • Annexes : 42 ref.

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  • Disponible pour le PEB
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