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Convection compressible : expériences en hypergravité et modélisation anélastique quasi-géostrophique

Date
mer 17 juil 2019
Horaires

10h00

Lieu(x)
UCBL

Amphi Depéret - Bâtiment Darwin - Campus de la Doua

Intervenant(s)

Soutenance de thèse de M. Rémi MENAUT du LGL TPE, sous la direction de M. Thierry ALBOUSSIERE

Langue(s) des interventions

Description générale

La convection thermique dans les objets naturels de grande taille est associée à de fortes variations de la pression, hydrostatique au premier ordre. C’est le cas pour l’atmosphère de la Terre (et d’autres planètes), les planètes gazeuses géantes, les étoiles, mais aussi l’intérieur des planètes telluriques. De part l’importance des effets de compressibilité, l’approximation de Boussinesq n’y est pas vérifiée et d’autres modèles, comportant également des approximations, sont utilisés : les modèles anélastiques. Toutefois, peu d’expériences ont été réalisées pour les vérifier. 

Cette thèse présente une expérience dont les paramètres ont été optimisés afin d’obtenir des effets  de compressibilité importants en laboratoire. Pour ce faire, une gravité apparente forte est obtenue à l’aide d’une centrifugeuse et du xénon gazeux est utilisé, nous permettant d’atteindre un nombre de dissipation significatif. Ces expériences ont permis l’observation en laboratoire d’un gradient adiabatique de 3 K/cm et d’un exposant de 0,3 pour la loi de puissance caractérisant le transfert thermique turbulent  entre le nombre de Nusselt et le nombre de Rayleigh superadiabatique.

L’étude des fluctuations de pression et de température montrant que l’écoulement est quasi-geostrophique dû à la forte rotation imposée par la centrifugeuse, un modèle anélastique quasi-géostrophique est développé afin de réaliser des simulations numériques bidimensionnelles  relatives à l’expérience.

Gratuit
Mots clés
Disciplines