Instabilities, waves, and rotating turbulence
Instabilités, ondes, et turbulence en rotation
Résumé
This manuscript presents a synthesis of my research activities since September 2000, and is organized around four themes: instabilities in the von Kármán swirling flows, inertial waves, rotating turbulence, and surface waves. These four research areas have a number of connections between them, such as the influence of rotation on the nature of laminar or turbulent flows, and the interaction of dispersive waves, either capillary waves or inertial waves in a rotating frame. On the experimental point of view, these research areas also share the use of optical methods, from Particle Image Velocimetry (PIV), now standard in mechanics fluids, to the ``Synthetic Schlieren'', which we have extended to the measurement of surface waves.
Ce mémoire présente une synthèse de mes travaux de recherche effectués depuis mon recrutement au laboratoire FAST en septembre 2000. Mes travaux sont essentiellement organisés autour de 4 axes~: les instabilités dans les écoulements de von Kármán, les ondes d'inertie, la turbulence en rotation, et les ondes de surface. Ces 4 axes de recherche ont entre eux un certain nombre de connections, comme l'influence de la rotation sur la nature d'un écoulement laminaire ou turbulent, ou encore les systèmes d'ondes dispersives en interaction, qu'il s'agisse des ondes capillaires ou des ondes d'inertie en référentiel tournant. D'un point de vue expérimental, ces axes de recherche ont également en commun l'utilisation de méthodes de mesure optiques, qu'il s'agisse de la Vélocimétrie par Images de Particules (PIV), méthode aujourd'hui standard en mécanique des fluides, ou encore du ``Synthetic Schlieren'', que nous avons étendu au cas des ondes de surface.
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