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Mardi 14 Avril 2009 à 11h00 - Amphi J

Yannick Hallez (IMFT, post-doctorant dans le groupe INTERFACE, Toulouse)

Titre/Title :
Une étude numérique des courants de gravité visqueux

Contact :
Christophe Brun

Résumé/Abstract :
Nous étudions numériquement la phase visqueuse d’un courant de gravité issu
d’une configuration de lock-exchange. Une méthode numérique à même de prendre en compte des gradients de densité forts est utilisée, ce qui permet de
s’intéresser aux écoulements à grand nombre de Schmidt rencontrés dans la
plupart des expériences de laboratoire. Des simulations 2D avec des
conditions de non-glissement sont réalisées de manière à comparer les
résultats numériques aux prédictions théoriques de type ’short reservoir’ de
Huppert (J. Fluid Mech., vol. 121, 1982, pp. 43–58) qui prédit que la longueur
du courant évolue comme t1/5, et aux prédictions de type ’long reservoir’ de
Gratton & Minotti (J. Fluid Mech., vol. 210, 1990, pp. 155–182) et Hinch et
al. (communication privée, voir aussi
http://www.damtp.cam.ac.uk/user/hinch/talks/nottingham.pdf), qui donnent une
évolution diffusive en t1/2.
En accord avec des arguments dimensionnels, les simulations indiquent que la
loi de puissance gouvernant la position du front est sélectionnée par le
nombre de Reynolds et le volume de fluide dense initialement lâché. Nous
dérivons et validons un critère permettant de connaître le type de phase
visqueuse qui va succéder à la phase d’effondrement initiale. Les simulations montrent aussi que, sous certaines conditions, deux régimes visqueux
différents peuvent se succéder pendant la durée de vie d’un courant de
gravité donné. Les effets d’éventuelles parois latérales sont considérés
grâce à des simulations tri-dimensionnelles : le temps de transition de la
phase de slumping vers la phase visqueuse est affecté par leur existence.
Dans les différentes situations considérées, nous utilisons des équilibres
entre forces pour estimer le temps de transition vers le régime visqueux et
montrons que ces prédictions sont en accord avec les résultats des
simulations.