Regular structures in two-dimensional turbulence
Structures régulières dans la turbulence bidimensionnelle
Résumé
In flow of bidimensional (in average) turbulence, quasi regular and localized vortex structures have sometimes been observed in experiments. The aim of this study is to model the formation of such organization by different theoretical approaches and to perform numerically. Firstly, the effect of external perturbations on initial conditions of flow is investigated. Secondly, laws of statistical mechanisms are applied to set a principle for the evolution of vortices. This principle is established following initial temperature conditions of system. Thirdly, we focus on the case where the system remains below its relaxation time which reveals appearance of multi-petal vortex structures. Finally, sink-vortices, which are more complex, are analyzed in more details.
On observe parfois, dans les milieux turbulents bidimensionnels, la formation de structures tourbillonnaires localisées, quasi-régulières. Dans ce travail, nous examinons différents mécanismes pouvant expliquer la formation de ces structures. Tout d'abord, nous étudions l'influence de fluctuations extérieures sur les conditions initiales de l'écoulement, c'est-à-dire nous examinons le rôle que ces fluctuations peuvent jouer sur la formation de structures régulières. Ensuite, nous appliquons les lois de la mécanique statistique pour mettre en place un principe d'´evolution des tourbillons suivant la ”température” de leur configuration initiale. Enfin, nous nous placerons dans le cas où le système se trouve encore à un temps antérieur à celui de relaxation. Nous verrons apparaitre des structures tourbillonnaires multi-pétales. Des structures plus complexes, les tourbillons-sources, seront étudiées dans la partie finale du travail.