Turbulence en rotation
La structuration bidimensionelle d'un écoulement turbulent en référentiel tournant
est l'une des clefs pour la compréhension des écoulements géophysiques (atmosphère, océan, étoiles). La plateforme tournante Gyroflow nous permet de mesurer directement les flux d'énergie anisotropes responsables de cette structuration bidimensionelle.
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Enroulement d'une corde liquide
Si vous mangez de temps en temps une tartine au miel pour le petit déjeuner, vous avez tout ce qu'il vous faut pour faire une jolie expérience en mécanique des fluides. Plongez une petite cuillère dans le pot de miel, et tenez-la ensuite en position verticale une dizaine de cm au-dessus de la tartine. Le filet de miel tombant crée une structure qui ressemble à un tire-bouchon qui tourne rapidement - c'est le phénomène appelé "enroulement d'une corde liquide".
Crise de portance
Le phénomène de "crise de trainée" est un grand classique de tous les cours de mécanique des fluides puisque qu’il remonte aux études de Gustave Eiffel (1912). Lors de cette « crise » la force qui s’oppose au déplacement d’un objet dans un fluide devient, de façon surprenante, une fonction décroissante de la vitesse. Nous avons montré que, simultanément à cette crise de trainée et pour des obstacles qui ne sont pas symétriques haut/bas, il existe une "crise de portance", avec une très forte augmentation, voire même un changement de signe de la force de portance.
Sillage de Kelvin ou cône de Mach?
Le sillage derrière un canard ou un bateau fait toujours 39 degrés,
quelque soit sa vitesse : c'est un résultat classique dû à Lord Kelvin.
Mais ce résultat est-il toujours bien vérifié ? Une analyse détaillée d'images
de sillages de bateau à partir de Google Earth revèle plutôt une loi
analogue à celle du cône de Mach pour un avion supersonique. Pourquoi ?
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Ecoulement de rotation dans un verre de vin
Pour aérer un vin avant de le déguster, on imprime au verre un mouvement de
translation circulaire. En plus de créer une onde de surface
se propageant circulairement, il est bien connu que ce mouvement engendre
une rotation du fluide ainsi qu'un mouvement de recirculation vertical
qui amène le vin vers la surface, le mettant ainsi en contact avec l’air.
Ces recirculations sont également mises à profit dans les mélangeurs
industriels ou dans les bioréacteurs pour la culture de cellules. Nous étudions ici
les mécanismes physiques à l'origine de ces écoulements de recirculation.
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Mélange de fluides miscibles induit par gravité
Deux fluides miscibles de densité différente (fluide lourd en rouge, léger en bleu), occupant initialement chacun la moitié de la longueur d'un tube incliné, sont mis en contact et s'interpénètrent sous l'effet de la gravité. Une grande variété de régime est observée, allant d'un contre-écoulement stable à un régime d'intermittence et de mélange turbulent développé.
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Ondes d'inertie dans un fluide en rotation
Une perturbation sinusoïdale dans un fluide homogène en rotation propage
des ondes d'inertie, qui rayonnent l'énergie de facon dispersive et anisotrope.
Des mesures de vélocimétrie par images de particules (PIV) permettent
de visualiser ces ondes très particulières.
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La naissance des vagues
Comment naissent les vagues sous l'action du vent ? Cette question apparemment
simple a suscité de nombreux travaux, tant théoriques que numériques ou expérimentaux.
Nous abordons cette question avec une expérience nouvelle permettant de détecter les
toutes premières déformations à la surface d'un fluide visqueux avec une précision
de quelques microns.
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