Radiatively driven convection: diffusivity-free regimes of geophysical and astrophysical flows in the laboratory
La convection engendrée par forçage radiatif, ou comment reproduire en laboratoire les régimes "ultimes" des écoulements géo- et astrophysiques
Résumé
Cet article traite du transport turbulent de chaleur engendré par convection thermique. Si la croyance dominante est que les propriétés de transport de l’écoulement turbulent sont asymptotiquement indépendantes des diffusivités moléculaires du fluide, ce régime dit « ultime » semble difficile à mettre en évidence dans les expériences traditionnelles de laboratoire (dispositif de Rayleigh–Bénard). Nous avons donc récemment développé un dispositif de convection par chauffage radiatif, dans lequel le fluide est chauffé en volume dans sa partie inférieure. Nous montrerons comment ce dispositif conduit naturellement à l’observation du régime ultime de convection thermique en laboratoire. Nous décrirons ensuite l’ajout d’une rotation globale à ce dispositif expérimental, ingrédient important des écoulements géophysiques et astrophysiques. Nous montrerons en particulier comment ce dispositif a permis la première observation expérimentale du régime ultime de convection en rotation rapide, dit régime de « turbulence géostrophique » .
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