Dynamique lente de particules matérielles dans un écoulement de von Kármán - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2013

Dynamique lente de particules matérielles dans un écoulement de von Kármán

Résumé

Nous étudions la dynamique aux temps longs de grosses particules dans unécoulement de von Kármán, produisant une turbulence inhomogène et anisotrope. Les particules ont des tailles légèrement inférieuresà l'échelle intégrale de l'écoulement, leur densité est légèrement supérieureà celle du fluide, et nous suivons leurs positions dans tout le volume. L'étude de leurs statistiques lagrangiennes a permis de mettre enévidence un phénomène nouveau : si les petites particules explorent l'écoulement de façon homogène, les particules excédant une cer-taine taille explorent l'écoulement de façon hétérogène. En effet, les grosses particules ont tendanceàêtre piégées dans les grandes structures de l'écoulement, au voisinage des disques, et ont une faible probabilité de visiter le centre. Cette exploration préférentielle modifie profondément leur dynamique : l'aller-retour des particules entre les zones préférentielles se traduisant par l'apparition d'une loi de puissance dans leurs spectres de position. Ces caractéristiques dynamiques sont reproduites par un modèle stochastiqueà une dimension simulant le mouve-ment d'une particule sur-amortie, piégée dans un double puits de potentiel et soumiseà un bruità corrélations exponentielles. Abstract. We study the dynamics of large particles in a von Kármán flow, creating an inhomogeneous and anisotropic turbulence. The particles sizes are slightly below the integral length scale, their density is slightly above the fluid's, and we track their positions in the whole volume. The study of their Lagrangian statistics shed lights on a new phenomenon: when the small particles sample the flow homogeneously, the particles above a certain size sample the flow inhomogeneously. The larger particles tend to be trapped in the large scales of the flow, near the disks, and have a small probability of visiting the center. This sampling effect deeply affects the dynamics: the particles comings and goings between the preferential areas give way to a power law in their position power spectra. These dynamics behaviours can be observed in a stochastics one-dimentional model simulating the motion of an overdamped particle trapped in a double-well potential, animated by a noise with exponential correlations.
Fichier principal
Vignette du fichier
RNL_Machicoane_2013.pdf (443.09 Ko) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Loading...

Dates et versions

hal-02477798 , version 1 (18-02-2020)

Identifiants

  • HAL Id : hal-02477798 , version 1

Citer

Nathanaël Machicoane, Lionel Fiabane, Robert Zimmermann, Mickaël Bourgoin, Jean-François Pinton, et al.. Dynamique lente de particules matérielles dans un écoulement de von Kármán. Rencontres du Non-Linéaire 2013, Mar 2013, Paris, France. ⟨hal-02477798⟩
38 Consultations
21 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More