CFM 2019

La génération et la décroissance de la turbulence dans le système de Taylor-Couette arrêté brusquement
Harminder Singh  1, *@  , Arnaud Prigent  1@  , Innocent Mutabazi  1@  
1 : Laboratoire Ondes et Milieux Complexes  (LOMC)
Laboratoire LOMC, CNRS UMR 6294, Université Le Havre Normandie, 76058 Le Havre, France
* : Auteur correspondant

Cette étude présente une approche novatrice de la génération et de la décroissance de la turbulence dans l'écoulement de Taylor-Couette, l'écoulement entre deux cylindres coaxiaux en rotation. A partir d'un écoulement initialement laminaire, les cylindres sont soumis à un arrêt brutal qui génère l'apparition de turbulence transitoire. Deux approches expérimentales différentes, les visualisations et les mesures stéréo-PIV, ont été utilisées pour mieux comprendre le phénomène présenté pour plusieurs vitesses initiales de rotation correspondant toujours à un écoulement laminaire. Trois configurations différentes peuvent être distinguées rotation du cylindre extérieur seulement, co-rotation et contra-rotation. Lorsque seul le cylindre extérieur est en rotation, le seuil d'apparition de la turbulence correspond à nombre de Reynolds extérieur Reo = 693. En co- ou contra- rotation, ce seuil diminue jusqu'à une valeur minimale de Reo = 433. Le nombre d'onde axial augmente avec la vitesse de rotation initiale. Le temps de décroissance pour atteindre l'état laminaire est d'environ 40 secondes, quelle que soit la vitesse de rotation initiale. D'autre part, si l'état initial avant l'arrêt brusque est turbulent, la turbulence s'estompe en quelques secondes. Contrairement à l'étude de Verschoof et al. (2017), une décroissance auto-similaire de la turbulence n'a pas été observée.


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