Dispersion lagrangienne en turbulence bidimensionnelle

Lagrangian dispersion in two-dimensional turbulence

• Auteur / Autrice : NAJET ZOUARI
• Direction : ARMANDO BABIANO
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Un champ de turbulence bidimensionnelle est caracterise par trois elements de base: les structures coherentes ou la rotation domine, un premarecage turbulent a la peripherie des tourbillons qui est domine par les deformations et, enfin, un marecage constitue par le milieu residuel entre les tourbillons ou la rotation equilibre la deformation. Dans le cadre de cette topographie nous etudions les comportements statistiques de la dispersion lagrangienne aux differentes echelles d'espace et de temps en considerant deux points essentiels: i) les limites de tolerance des approches purement euleriennes; ii) les ouvertures favorisees par les analyses lagrangiennes. Nous proposons une modelisation qui permet de cartographier la valeur asymptotique a grande echelle du coefficient de dispersion absolue dans le cas non homogene et qui complete celle deja existante dans le cas homogene 2-d. La dispersion relative dans les cascades d'enstrophie et d'energie est ensuite etudiee analytiquement et a l'aide des experiences numeriques. Nous nous interessons en particulier a ses comportements statistiques dans le domaine inertiel de la cascade d'energie et analysons les conditions d'observations de la loi auto-similaire de richardson. Nous montrons qu'il existe des zones privilegiees d'affluence particulaire au sein desquelles les predictions auto-similaires sont mieux verifiees et qui sont des sieges de mecanisme de cascade inverse. Nous proposons, enfin, une nouvelle formulation de la loi de richardson dans la cascade d'energie d'une turbulence bidimensionnelle