Vortex dynamics in a non uniform environment

par Xavier Perrot

Thèse de doctorat en Océanographie physique

Sous la direction de Xavier Carton.

Soutenue en 2010

à Brest .

  • Titre traduit

    Dynamique des tourbillons dans un environnement variable


  • Résumé

    Les tourbillons sont des structures cohérentes essentielles de l’océan etde l’atmosphère ; ils transportent de la chaleur, de la masse et des constituants chimiques. Ces tourbillons ne sont pas isolés dans leur environnement, ils interagissent avec d’autres tourbillons, la topographie, les champs de grande échelle. Ainsi notre travail est principalement basé sur l’étude de solutions idéalisées et analytiques de l’interaction entre un ou deux tourbillons centraux, et, un champ de forçage externe souvent instationnaire, ou une bathymétrie. Nous étudions ensuite ces problèmes à l’aide de modèles numériques simple (quasigéostrophique). Dans une première partie, l’influence d’un champ externe de déformation sur la dynamique 2D d’un doublet de tourbillons de même signe est analysée, en se basant sur les nombreux travaux antérieurs sur la fusion des tourbillons. La deuxième partie s’intéresse à l’interaction 3D d’un doublet de tourbillons dans un champ de courant externe; ici le phénomène caractéristique est l’alignement des tourbillons. Dans la troisième partie nous nous intéressons à la stabilité des tourbillons isolés et nous prolongeons les études de stabilité en modes exponentiels par une étude de vecteurs singuliers linéaires. Enfin, la quatrième est focalisée sur l’interaction d’un dipôle avec un mont sous-marin.


  • Résumé

    Vortics are essential tructures of thetmosphere and of the ocean, they carry mass, heat and chemical species. Vortices are not isolated from surrounding flow, they interact mutually and with their environment. Thus our work is mainly based on the study of idealized and analytical solutions of the interaction between one or two central vortices and an external forcing field, often stationary, or a bathymetry. Then we study these problems with simple numerical models (quasigeostrophic-geostrophic). In a first part, the influence of an external deformation field on the 2D dynamics of a like-signed vortex doublet is analyzed, based on many previous work on vortex merger The second part deals with the 3D interaction of a vortex doublet in an external flow; here the mechanism under study is vortex alignment. In the third part, we complement the study of isolated vortex stability with linear singular modes. Finally, the fourth part focuses on the interaction of a dipole with a submarine seamount.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (X-201 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 189-201

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  • Bibliothèque : Université de Bretagne Occidentale. Service commun de la documentation Section Droit-Sciences-STAPS.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TBRE2010/65
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  • Cote : C210-PER-V
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