On étudie par voie numérique les phénomènes de vacillation d'amplitude se développant entre deux écoulements successifs de vagues régulières permanentes dans une cavité tournante remplie d'air et soumise à un gradient thermique. En faisant varier progressivement la vitesse de rotation pour un écart de température ΔT=30 K entre les deux cylindres verticaux coaxiaux, deux types de vacillation d'amplitude de comportements temporels différents sont obtenus pour des faibles valeurs du taux de rotation, similairement à ceux observés expérimentalement par Read et al. (J. Fluid Mech. 238 (1992) 599–632) pour un fluide à grand nombre de Prandtl. Ces instabilités correspondent à une structure spatiale oscillant au cours du temps entre deux configurations de vagues permanentes voisines. La première est caractérisée par un comportement temporel doublement périodique avec une évolution périodique des amplitudes des vagues, alors que la seconde est quasi-périodique de type tore-3 ou chaotique.
A direct numerical simulation is carried out to describe the amplitude vacillation phenomena appearing between two successive steady regular waves flows in an air-filled differentially heated rotating annulus. For a fixed temperature difference, ΔT=30 K, when varying progressively the rotation rate, we have obtained the occurrence of the two amplitude vacillation instabilities observed experimentally by Read et al. (J. Fluid Mech. 238 (1992) 599–632) with a high Prandtl number fluid. The first one, denoted AV is characterized by a doubly periodic temporal behaviour with a periodic variation of wave amplitudes, while the second one corresponds to a torus-3 quasi-periodic or chaotic motion with the presence of a modulation in the wave amplitudes evolution.
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Keywords: Fluid mechanics, Amplitude vacillation, Direct numerical simulation, Rotating systems, Baroclinic waves
Pierre Maubert 1 ; Anthony Randriamampianina 1
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Pierre Maubert; Anthony Randriamampianina. Phénomènes de vacillation d'amplitude pour un écoulement d'air en cavité tournante différentiellement chauffée. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 331 (2003) no. 10, pp. 673-678. doi : 10.1016/S1631-0721(03)00142-6. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/S1631-0721(03)00142-6/
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