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

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Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique
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le 17 janvier 2017 - Clément PERROT-MINOT
Couplage entre lâcher tourbillonnaire et oscillation de plan d’eau en cavités à surface libre.

13h@Salle I11-1 (à l’étage), ECL (Écully)

 le 17 janvier 2017 - Clément PERROT-MINOT Couplage entre lâcher tourbillonnaire et oscillation de plan d'eau en cavités à surface libre.

Dans le réseau hydrographique naturel ou de canaux artificiels, les cavités latérales sont des zones mortes à surface libre connectées à l’écoulement sur un côté, représentant par exemple des ports ou des bras-morts de rivières. La couche de mélange à l’interface permet alors un transfert de quantité de mouvement et de masse de l’écoulement vers la cavité, ce qui la met en mouvement et peut lui transférer des pollutions, nutriments etc. Un autre processus qui apparait est la mise en oscillation du plan d’eau dans la cavité (avec des conséquences importantes en terme de manutention et d’écologie) dont le processus de base semble être l’impact des tourbillons de la couche de mélange au niveau du coin aval. Dans certains cas cette mise en oscillation du plan d’eau peut avoir une rétro-action sur le lâcher tourbillonnaire dans la couche de mélange et on se trouve alors face à un système couplé, où il est délicat de savoir lequel gouverne l’autre. Pour analyser cela, les mesures sur canal à échelle réduite du LMFA combinent PIV (pour le lâcher tourbillonnaire) et mesures de profondeur. Deux types d’oscillations sont déjà observés : pour un nombre de Froude de l’écoulement assez faible : le lâcher tourbillonnaire dans la couche de mélange est gouverné par la couche de mélange elle-même et des ondes propagatives sont générées et advectées à travers la cavité. A l’opposé, pour un nombre de Froude assez élevé, la fréquence d’oscillation dans la cavité est égale à sa fréquence propre de résonance, les ondes sont stationnaires, l’amplitude d’oscillation est forte et le lâcher tourbillonnaire dans la couche de mélange est bloqué à cette fréquence : on parle de lock-on. Cependant, le schéma d’oscillation ne semble pas si simple car des sauts de fréquences sont aussi observés pour certaines valeurs de nombres de Froude et sont en cours d’analyse. Ce séminaire de groupe sera donc l’occasion d’en discuter...

[Clément PERROT-MINOT est un doctorant de 1ère année dans le groupe FCT ; ses encadrants de thèse sont Emmanuel MIGNOT et Nicolas RIVIERE]