Déstabilisation turbulente d'un vortex étiré
Résumé
This work focuses on the experimental study of the bursting of a stretched vortex. The vortex is initiated by a step in a laminar channel flow and is intensified by axial suction through two holes in the lateral wall of the channel. We use a high resolution, high speed camera to visualize the bursting by dye injection and by PIV measurements at high frequency (up to 1 kHz). We observe the appearance of waves of increasing amplitude along the axis of the vortex. The waves cause the vortex to detach from the lateral suction holes so that it becomes unstable and breaks up. With the use of PIV, we calculate the enstrophy and streamlines to study the spatio-temporal evolution and the topological characteristics of the instabilities of the vortex burst
Le travail présenté ici porte sur l'étude de la déstabilisation d'un vortex soumis à un étirement et évoluant dans un écoulement laminaire. Celle-ci s'appuie sur des méthodes expérimentales (visualisations et anémométrie par images de particules, PIV) utilisant une caméra rapide à haute résolution. Le vortex est généré par une marche creuse et des aspirations latérales sous la marche amplifient l'étirement du tourbillon. La dynamique de l'explosion tourbillonnaire est décrit par des visualisations et des mesures PIV à des fréquences allant jusqu'à 1kHz. Des instabilités sont observées le long de l'axe du vortex sous la forme d'ondes propagatives. Grâce à la PIV, l'évolution spatio-temporelle de l'enstrophie est analysée ainsi que le comportement topologique de la structure tourbillonnaire. L'objectif est de caractériser la construction temporelle du spectre d'énergie ainsi que les mécanismes qui rentrent en jeu.
Domaines
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