Écoulements cisaillésL’écoulement de Couette plan est généré par la translation différentielle de deux plaques parallèles. Il constitue le problème type pour l’étude des transitions sous-critiques typiques des écoulements de proche-paroi. Les études numériques (collab. Y. Duguet, P. Schlatter et D. Henningson, à KTH, Stockholm) ont mis en évidence ce régime de bandes laminaires/turbulentes dans de très grands domaines de calculs. La dynamique de groupe de ces motifs turbulents résulte de la croissance oblique de perturbations localisées. L’étude de la transition sous-critique vers la turbulence dans les écoulements cisaillés s’est également concentrée sur le calcul d’états hydrodynamiques instables (‘edge states’) qui délimitent, dans l’espace des phases associé, les bassins d’attraction respectifs des états laminaire et turbulent. Les travaux numériques récents de Y. Duguet, dans le cas de l’écoulement de Couette plan, de la conduite cylindrique ainsi que récemment dans une couche limite de Blasius, ont montré que ces états instables sont localisés dans l’espace. Dans le cas d’une conduite cylindrique (collab. Y. Duguet, R. Kerswell, University of Bristol, et A. Willis, LadHyx), l’instabilité de tels états peut conduire, selon la valeur du nombre de Reynolds, à la formation de structures turbulentes localisées, ou à l’expansion de bouffées turbulentes. Un critère quantitatif, basé sur la vitesse de propagation des tourbillons éjectés de la nappe tourbillonnaire en amont, permet de prédire si l’écoulement turbulent grandit spatialement ou non.
|
