Objectifs de la formation
Le cours introduit différents aspects de la physique des écoulements turbulents et de la modélisation associée, et illustre de manière pratique un certains résultats récents issus d'études expérimentales et numériques. Les principaux objectifs sont la maîtrise des concepts de base (production/développement de la turbulence, couche limite de turbulence, équilibre local, rôle non local de la vorticité, turbulence homogène et isotrope, théorie de Kolmogorov), le développement de compétences dans la modélisation de la turbulence et dans l'analyse des résultats, ainsi que de fournir d'un aperçu des techniques expérimentales.
Mots-clés
Turbulence, nombre de Reynolds, couche limite turbulente, dynamique de la vorticité, transferts d'énergie, turbulence homogène et isotrope, théorie de Kolmogorov
Programme
- Quelques propriétés générales de la turbulence, structure turbulente dans l'espace spectral, échelles, moyenne temporelle et ergodicité; 2. Écoulement moyen: décomposition de Reynolds, bilan de l'énergie cinétique, fermeture par viscosité turbulente, illustrations; 3. Écoulements en conduite et couches limites: loi log., fermeture, phénoménologie; 4. Vorticité: Biot & Savart, déformation, éq. d'Helmholtz, théorie de la distorsion rapide, appariement, enstrophie, hélicité; 5. Turbulence homogène et isotrope: corrélation des vitesses en deux points, échelles de longueur, tenseur spectral, hyp. de Taylor, spectre d'énergie, turbulence isotrope, relation de Karman-Howarth, expériences, Kolmogorov, éq. de Lin; 6. Champs turbulents et visualisation
Compétences visées
- Connaitre la description spatio-temporelle de la turbulence
- Être capable de décrire et de modéliser quelques écoulements turbulents classiques
- Savoir interpréter le comportement d'écoulements turbulents
Évaluation
Note = 50% savoir + 50% savoir-faire Note de savoir = 80% exercices + 20% travaux pratiques Note de savoir-faire = 40% exercices + 60% travaux pratiques
Pour les étudiants suivant le cours au titre d'un cours de master, un examen final avec notes de cours autorisées est également à passer, la note final pour le master est obtenue avec 50% examen finale + 30% exercices + 20% travaux pratiques