Turbulence of active fields

par Andrea Bistagnino

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Guido Boffetta et de Antonio Celani.

Soutenue en 2007

à Nice en cotutelle avec l'Università degli studi di Torino , dans le cadre de École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice) .

  • Titre traduit

    Turbulence des écoulements actifs


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    This thesis presents the work I have done in the last three years in the field of fluid mechanics. The main focus has been the study of incompressible fluids dynamics J have studied is not the one described by the pure Navier-Stokes equations, because other local properties of the flow are taken into account, such as polymer elongation and temperatures. Dissolving a small quantity of polymers in a fluid drastically changes its macroscopical properties. J here present two works that deal with instabilities of a laminar viscoelastic fluid. The system is the same in both cases, but the conditions are different : the first one treats the inset of inertial instabilities, and how they are modified by the presence of polymers. The second one deals with instabilities occurring at low Reynolds numbers, when the elasticity of the flow increases. The second part of the thesis deals with convective turbulence, originated by temperature fluctuations. A first work focuses on the study of the Lagrangian properties of a two-dimensional fluid in pure convection. In the end, J present the preliminary results obtained from the study of turbulence generated by Raileigh-Taylor instabilities, focusing on the system’s global quantities and their time evolution.


  • Résumé

    Cette thèse de doctorat présente le travail que j’ai conduit dans le champ de la mécanique des fluides. L’attention est concentrée sur l’étude du transport dans les écoulements incompressibles en présence de rétroaction sur le fluide. En particulier, j’ai étudié les solutions de polymères et la turbulence convective. Dans les deux cas, la fluidodynamique du système n’est pas décrite par les équations de Navier-Stokes, puisqu’il faut considérer aussi des propriétés additionnelles locales de l’écoulement, telles que l’élongation des polymères ou la température. L’addition dans un fluide de petites quantités de polymères peut modifier sensiblement ses propriétés macroscopiques. Dans ce cadre, je présente ici deux travaux qui concernent l’instabilité d’un écoulement laminaire viscoélastique. Le premier travail étudie le déclenchement d’instabilités inertielles et comment elles changent en présence de polymères. Le deuxième travail étudie les instabilités qui se produisent à bas nombres de Reynolds et grande élasticité de fluide. La deuxième partie a pour objet la turbulence convective engendrée par des fluctuations de température. Un premier travail présente l’étude des propriétés Lagrangiennes d’un fluide bidimensionnel en convection pure. Le deuxième présente les résultats préliminaires obtenus pour l’étude de la turbulence de Rayleigh-Taylor, en me concentrant sur les quantités globales du système et leurs cours dans le temps.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (120 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [111]-119. Résumés en italien, en français et en anglais

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