Les structures cohérentes, telles que les sillages, les tourbillons dipolaires ou les anneaux tourbillonnaires, ont généralement été étudiées dans des écoulements laminaires idéalisés, bien qu’en réalité il y ait toujours de la turbulence en arrière-plan, la dynamique des interfaces turbulentes - non turbulentes jouant un rôle important. Ici la pénétration d’un tourbillon sphérique dans la turbulence a été étudiée. Lorsque la turbulence est absente (It = 0), le flux volumique du sillage entraîne une réduction de l’impulsion tourbillonnaire qui provoque le ralentissement du tourbillon. En présence de turbulence (It > 0), la perte de matière tourbillonnaire est accrue et la vitesse du tourbillon diminue jusqu’à ce qu’elle soit comparable à l’intensité turbulente locale et se fragmente rapidement. Dans l’étude expérimentale (figure 10b), un tourbillon sphérique, caractérisé par un nombre de Reynolds Re0 ∼1490-5660, se propage dans un champ turbulent statistiquement stable dans l’espace. L’intensité turbulente augmente de 0,02 à 0,98 . Dans l’étude numérique à Re0≈2000 un tourbillon se déplace dans une turbulence homogène décroissante. Dans les deux cas, on observe que la distance de propagation s’échelonne avec l’inverse de l’intensité turbulente (figure 10a). Les caractéristiques du tourbillon sont analysées d’un point de vue intégral qui réconcilie l’écoulement dipolaire en champ lointain avec l’écoulement source en champ proche, incluant l’influence de l’entraînement sur la force de traînée du tourbillon.
Figure : (a) distance de propagation proportionnelle à l’inverse de l’intensité turbulente, It-1 en cas de turbulence décroissante et croissante. (b) Vortex sphérique avec turbulence ambiante
