Anisotropie et structures dans le transport turbulent

• Auteur / Autrice : Alessandra Lanotte
• Direction : Uriel Frisch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Nice

Résumé

Deux aspects de la turbulence developpe sont abordes du point de vue du transport de champs passifs : la persistance des anisotropies et la presence de structures. Dans la premiere partie, le cas des champs scalaires est examine. L'isotropie n'est pas restauree aux petites echelles si l'on utilise une injection anisotrope par un gradient moyen de temperature, en accord avec les observations experimentales. Neanmoins, en comparant la statistique pour deux differents mecanismes d'injection, il est demontre que les exposants anormaux des correlations du champ de temperature sont universels. La persistance des anisotropies est liee a la presence de structures en forme de rampes et falaises dans le champ scalaire. L'autre signature statistique de ces dernieres est la saturation des exposants des fonctions de structure d'ordre eleve. Nous montrons que l'effet est present egalement pour le modele de kraichnan, le cas limite le moins favorable. Dans une generalisation compressible de ce meme modele, il est montre que l'intermittence est amplifiee par la compressibilite du champ de vitesse advectant. Enfin, le probleme de la statistique des moments d'ordre eleve est discute pour un modele en couches du scalaire passif. Les resultats obtenus par methode d'instantons donnent une confirmation supplementaire du lien entre structures et proprietes d'echelle des champs turbulents. Dans la deuxieme partie de la these, nous etudions le transport passif de champs magnetiques. La dynamique a grande echelle d'un champ magnetique transporte par un champ de vitesse a petite echelle est consideree et un mecanisme original de dynamo par diffusivites magnetiques negatives est identifie. Nous etudions aussi les proprietes statistiques du champ magnetique dans un modele cinematique en presence d'un forcage anisotrope. Nous demontrons que les exposants des differents secteurs angulaires sont universels avec une ordonnance hierarchique selon le degre d'anisotropie.