Internship and thesis proposals
Dynamique d’un réseau de tourbillons à surface libre

Domaines
Physics of liquids
Nonequilibrium statistical physics
Hydrodynamics/Turbulence/Fluid mechanics

Type of internship
Expérimental
Description
Les tourbillons sont des structures élémentaires des écoulements turbulents classiques ou quantiques, omniprésents dans la nature. Nous venons d’observer des ondes de Kelvin se propageant le long d’un tourbillon et d’obtenir, pour la première fois, leur relation de dispersion ainsi que le régime de turbulence d’ondes. L’objectif est d’étudier, à l’aide d’une expérience modèle macroscopique, la dynamique d’un réseau ordonné de N tourbillons à surface libre. Pour ce faire, une nouvelle plateforme est en cours de développement (N=60). Chaque tourbillon se forme à l'interface entre l'eau et l'air, au sein d'une cuve dont le fond est percé, à la manière d’un tourbillon de vidange. Nous étudierons la dynamique d’un réseau constitué d’un ensemble de tourbillons en interaction et la comparerons aux prédictions théoriques (ondes de Tkachenko) ; problématique au cœur de la turbulence classique et de certains écoulements quantiques (superfluide et condensat de Bose-Einstein), ou atmosphériques (tornades multiples). Le régime linéaire de ces modes collectifs transverses (« phonons ») sera étudié, puis leur régime non linéaire et leur interaction avec les ondes de Kelvin longitudinales. Dans le cas N=2, la rétroaction entre les deux tourbillons sera également étudiée. Enfin, une transition d’un régime de turbulence d’ondes faibles à un régime fort, ainsi que la caractérisation d’une possible cascade inverse, pourront également être entreprises.

Contact
Eric Falcon
Laboratory : MSC - UMR 7057
Team : MSC: Dynamique des Systèmes Hors Equilibres.
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