Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels




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Mercredi 26 février 2020, soutenance de thèse de Miguel CALPE LINARES - 14h00, Amphithéâtre K118, LEGI, site Bergès

Étude numérique de la turbulence stratifiée forcée par des ondes internes de gravité

Les écoulements océaniques sont composés des tourbillons ayant une grande échelle horizontale et des ondes internes de gravité. Le spectre d’énergie cinétique suit le fameux spectre de Garrett et Munk qui est habituellement interprété comme la signature des ondes internes de gravité. Notre motivation principale est donc de reproduire le régime de turbulence observé dans la nature avec un système forcé seulement avec des ondes.

Les écoulements stratifiés bidimensionnels (2D) sur une section transversale verticale diffèrent des écoulements stratifiés tridimensionnels par l’absence de vorticité verticale et par la présence d’ondes et de modes de cisaillement. Dans ce travail de thèse, nous effectuons une étude numérique de la turbulence stratifiée 2D forcée par des ondes internes de gravité. Nous éliminons les modes de cisaillement pour avoir un système uniquement constitué d’ondes. Contrairement aux études précédentes, le forçage est appliqué à une région localisée de l’espace spectral. Nous forçons aussi les ondes avec une échelle spatiale intermédiaire pour permettre le développement d’une cascade d’énergie directe et aussi inverse.

Nous présentons d’abord les différents régimes de turbulence stratifiée 2D avec un intérêt particulier au régime typique de l’océan avec une forte stratification et un grand nombre de Reynolds. La dynamique de la cascade d’énergie est analysée par un bilan énergétique spectral. Ensuite, nous vérifions s’il est possible d’obtenir un régime de turbulence d’onde faible en réalisant un analyse spatio-temporelle. Nous étudions enfin le degré d’universalité de la turbulence stratifiée 2D par rapport au forçage.