Experimental and theoretical study of the elliptic instability in a rotating stratified flow - Ecole Centrale de Marseille Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2007

Experimental and theoretical study of the elliptic instability in a rotating stratified flow

Résumé

The combined effects of Coriolis force and buoyancy effects on the dynamics of a weakly elliptical bounded vortex are treated theoretically as well as experimentally. As predicted theoretically, stratification and rotation have antagonist contributions to the stability of an elliptical vortex. Thus if the stratification is strong enough (Nb>Omega_c, Nb and Omega_c being respectively the Brunt-Väisälä frequency and the rotation rate of the flow in a frame rotating with the elliptical deformation at angular velocity Omega_t), we have observed that only anticyclones (such that |Wa|
Les effets combinés de la force de Coriolis et des effets de flottabilité sur la dynamique d’un tourbillon elliptique confiné sont étudiés expérimentalement et théoriquement. Comme prévu théoriquement, la stratification et la rotation ont une contribution antagoniste sur la stabilité d’un tourbillon elliptique. Ainsi si la stratification est suffisamment forte (Nb > Ωc, Nb et Ωc étant respectivement la fréquence de Brunt-Väisälä et la vitesse de rotation de l’écoulement dans un repère tournant avec la déformation elliptique à la vitesse angulaire Ωt), nous observons que seuls les anticyclones (tels que |Wa| < Ωc avec Wa = 2(Ωc + Ωt)) sont instables. Les cyclones étant toujours stables. Par ailleurs si la stratification est faible (Nb < Ωc), les zones d’instabilité s’inversent. Ces différents seuils d’instabilité prévus théoriquement ont été observés expérimentalement avec une grande précision et les taux de croissance mesurés sont en bon accord avec ceux calculés à l’aide d’une étude de stabilité linéaire effectuée dans la limite d’une faible déformation elliptique.
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Dates et versions

hal-03359877 , version 1 (30-09-2021)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03359877 , version 1

Citer

David Le Guimbard, M. Le Bars, S. Le Blanc, P. Le Gal, Stéphane Le Dizès. Experimental and theoretical study of the elliptic instability in a rotating stratified flow. CFM 2007 - 18ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2007, Grenoble, France. pp.CFM2007-0572. ⟨hal-03359877⟩
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