Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique - UMR 5509

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Pierre-Philippe Cortet, FAST, Orsay

Sillage d’ondes d’inertie et réduction de traînée turbulente dans un fluide en rotation

Vendredi 25 mai 2018, 11h, ECL, Bat. W1 salle 105

 Sillage d'ondes d'inertie et réduction de traînée turbulente dans un fluide en rotation

De manière analogue au sillage d’ondes créé à la surface de l’eau par le déplacement des bateaux, un objet se déplaçant dans un fluide en rotation peut créer derrière lui un sillage d’ondes internes d’inertie. Je présenterai des mesures d’un tel sillage dans le cas d’un cylindre d’axe perpendiculaire à la rotation. Je montrerai que le sillage est stabilisé, par le processus de pompage d’Ekman, jusqu’à des nombres de Reynolds beaucoup plus grands que dans un fluide non-tournant. Je montrerai ensuite comment ce sillage peut être décrit de manière quantitative grâce à une approximation de corps élancé alors même que le corps considéré ne l’est pas.

Dans une deuxième partie, je présenterai les résultats d’une expérience où nous avons mis en rotation une hélice dans une cavité remplie d’eau elle-même en rotation. Nous avons ici tenté de répondre à la question suivante : quelle est la traînée turbulente d’un objet en mouvement dans un fluide en rotation ? Cette expérience a révélé une forte réduction de la puissance totale dissipée lorsque la rotation devient plus intense, en accord avec la loi prédite pour une turbulence d’ondes. L’origine de la réduction de traînée s’est cependant révélée être ailleurs … Dans cette même expérience, nous avons finalement observé que pour de très forte rotation, une instabilité barotrope de l’écoulement moyen peut conduire à l’apparition de sillages d’ondes.

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