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Joran Rolland

Développement et effondrement de la turbulence de paroi transitionnelle : étude des événements rares en Couette plan, des systèmes modèles aux simulations numériques.

Vendredi 14 décembre 2018, 11h, salle 106. bât. W1, ECL

Développement et effondrement de la turbulence de paroi transitionnelle : étude des événements rares en Couette plan, des systèmes modèles aux simulations numériques.

La turbulence de paroi transitionnelle se retrouve dans un grand nombre de systèmes d’intérêts pratiques (couches limites planétaires stablement stratifiées, couches limites et ré-attachement de couches limites etc.) mais elle est difficile à modéliser pour ces systèmes potentiellement complexes (en terme de géométrie, du nombre de phénomènes physiques couplés).
Une des difficultés centrales de modélisation réside dans le fait que cette turbulence est très intermittente, entre des phase/poches laminaires et des phases/tâches turbulentes. Il faut donc quantifier et comprendre la manière dont on passe de ces différents états pour pouvoir les modéliser de façon précise. Cette tâche est difficile dans les simulations numériques car elle nécessite d’échantillonner de très longues séries temporelles pour capturer les effondrements relativement rares comparés au temps de retournement et de définir précisément le problème totalement non linéaire du développement de la turbulence de paroi transitionnelle (l’écoulement de base étant laminaire).

Je montrerai comment l’utilisation de méthodes numériques et théoriques de physique statistique (en particulier d’étude d’événements rares) permet d’étudier quantitativement l’effondrement de la turbulence, le dédoublement de tâche turbulent et le développement de la turbulence à partir d’un écoulement laminaire dans deux modèles conceptuels (dûs à D. Barkley, et à O. Dauchot & P. Manneville). Je mentionnerai la façon dont on peut dériver analytiquement la loi d’échelle gouvernant le temps de vie de la turbulence en fonction du nombre de Reynolds et de la taille du domaine. Je monterai finalement comment appliquer ces idées à de véritables simulations numériques directes de l’écoulement de Couette plan et le rôle précis des edge states et des solutions exactes dans le développement de cette turbulence.

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Diagramme spatio-temporel de l’intensité de la turbulence lors d’un effondrement dans le modèle de D. Barkley

Agenda

séminaire

  • Vendredi 14 décembre 11:00-12:00 -

    Séminaire : Joran Rolland

    Lieu : ECL, bât. W1, salle 106


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