Comptes Rendus
Effets des forces de Coriolis sur le seuil convectif stationnaire d'une couche liquide confinée en cellule de Hele–Shaw annulaire en rotation
[Effects of the Coriolis forces on the stationary convectif threshold of a liquid layer confined in an annular Hele–Shaw Cell in rotation]
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 9, pp. 633-640.

The convective instability of a horizontal liquid layer confined in an annular Hele–Shaw cell subject to a constant rotation and submitted to a centrifugal gradient of temperature is investigated. Using a linear stability analysis, we study the effects of both Coriolis forces and curvature aspect on the stationary convective threshold when the Prandtl number is of the order of unity or larger than unity. We show that the Coriolis forces have a stabilizing effect, and the wave number is independent of these forces. However, a multicellular regime in the radial direction is observed for small Ekman numbers. The results related to the influence of the curvature are also shown.

Nous présentons une analyse de stabilité linéaire d'une couche liquide confinée dans une cellule de Hele–Shaw annulaire horizontale en rotation ; la couche liquide étant soumise à un gradient de température radial orienté vers l'extérieur de la cellule. En considérant que le nombre de Prandtl est de l'ordre de l'unité ou supérieur à l'unité, nous étudions l'influence des forces de Coriolis et du rayon de courbure de la cellule sur le seuil convectif stationnaire. Nous montrons que les forces de Coriolis ont un effet stabilisant, que le nombre d'onde reste indépendant de ces forces. Cependant un régime multicellulaire se développe dans la direction radiale au fur et à mesure que le nombre d'Ekman diminue.

Received:
Revised:
Published online:
DOI: 10.1016/S1631-0721(02)01510-3
Mot clés : mécanique des fluides numérique, stabilité linéaire, convection naturelle, cellule de Hele–Shaw annulaire, forces centrifuges, forces de Coriolis
Keywords: computational fluid mechanics, linear stability, natural convection, annular Hele–Shaw cell, Coriolis forces, centrifugal forces

Sepehr Ramezani 1; Saı̈d Aniss 2; Mohamed Souhar 1

1 LEMTA-UMR CNRS 7563-ENSEM, 2, av. de la Forêt de Haye, BP 160, Vandoeuvre-lès-Nancy 54504, France
2 Faculté des sciences Aı̈n Chok, UFR de mécanique BP 5366, Maarif, Casablanca, Maroc
@article{CRMECA_2002__330_9_633_0,
     author = {Sepehr Ramezani and Sa{\i}\ensuremath{\ddot{}}d Aniss and Mohamed Souhar},
     title = {Effets des forces de {Coriolis} sur le seuil convectif stationnaire d'une couche liquide confin\'ee en cellule de {Hele{\textendash}Shaw} annulaire en rotation},
     journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
     pages = {633--640},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {330},
     number = {9},
     year = {2002},
     doi = {10.1016/S1631-0721(02)01510-3},
     language = {fr},
}
TY  - JOUR
AU  - Sepehr Ramezani
AU  - Saı̈d Aniss
AU  - Mohamed Souhar
TI  - Effets des forces de Coriolis sur le seuil convectif stationnaire d'une couche liquide confinée en cellule de Hele–Shaw annulaire en rotation
JO  - Comptes Rendus. Mécanique
PY  - 2002
SP  - 633
EP  - 640
VL  - 330
IS  - 9
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/S1631-0721(02)01510-3
LA  - fr
ID  - CRMECA_2002__330_9_633_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Sepehr Ramezani
%A Saı̈d Aniss
%A Mohamed Souhar
%T Effets des forces de Coriolis sur le seuil convectif stationnaire d'une couche liquide confinée en cellule de Hele–Shaw annulaire en rotation
%J Comptes Rendus. Mécanique
%D 2002
%P 633-640
%V 330
%N 9
%I Elsevier
%R 10.1016/S1631-0721(02)01510-3
%G fr
%F CRMECA_2002__330_9_633_0
Sepehr Ramezani; Saı̈d Aniss; Mohamed Souhar. Effets des forces de Coriolis sur le seuil convectif stationnaire d'une couche liquide confinée en cellule de Hele–Shaw annulaire en rotation. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 9, pp. 633-640. doi : 10.1016/S1631-0721(02)01510-3. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/S1631-0721(02)01510-3/

[1] S. Chandrasekhar Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability, Oxford University Press, London, 1961, pp. 76-145

[2] J. Hermann; F.H. Busse Stationary and time dependant convection in the rotating cylindrical annulus with modulated height, Phys. Fluids, Volume 10 (1998) no. 7, pp. 1611-1620

[3] F.H. Busse Asymptotic theory of convection in a rotating cylindrical annulus, J. Fluid Mech., Volume 173 (1986), pp. 545-556

[4] J. Hermann; F.H. Busse Convection in a rotating cylindrical annulus, Part 4. Modulations and transition to chaos at low Prandtl numbers, J. Fluid Mech., Volume 350 (1997), pp. 209-229

[5] D. Pino; I. Mercader; M. Net Thermal and inertial modes of convection in a rapidely rotating annulus, Phys. Rev. E, Volume 61 (1999) no. 2

[6] M. Souhar; S. Aniss; J.P. Brancher Convection de Rayleigh–Bénard dans les liquides magnétiques en cellule de Hele–Shaw annulaire, Internat. J. Heat Mass Transfer, Volume 42 (1999), pp. 61-72

[7] J.K. Platten; J.C. Legros Convection in Liquids, Springer-Verlag, Heidelberg, 1984

Cited by Sources:

Comments - Policy