(1) Turbulence en rotation

Dans le contexte de la génération des champs magnétiques par effet dynamo, on s’intéresse à l’influence de la rotation globale des objets astrophysiques  sur les grandes échelles des écoulements internes.
Un écoulement expérimental (expérience ATER) est engendré dans de l’eau contenue dans un cylindre en rotation autour de son axe auquel on impose un mouvement de précession. Le taux de précession (rapport de la fréquence de précession à la fréquence de rotation) est le principal paramètre de contrôle : lorsque ce taux croit à partir de zéro, on observe d’abord la formation d’un écoulement laminaire tri-dimensionnel stationnaire, qui devient instable au dessus d’un seuil critique avec l’apparition de  turbulence.
Pour ce stage, on s’intéresse à la transition entre les deux régimes laminaire et turbulent. Des simulations numériques (P. Lallemand) ont montré récemment la présence d’oscillations temporelles au voisinage du taux critique et il serait intéressant de retrouver expérimentalement ces oscillations et de les caractériser, Noter que les nombre de Reynolds experimentaux sont environ 1000 fois plus grands que ceux des simulations  numériques.

Moyens disponibles : expérience ATER, vélocimétrie PIV en cours de mise au point, traitement d’images

(2) Dynamo non linéaire

On s’intéresse à la génaration d’énergie magnétique par effet dynamo à la base de la zone de convection solaire ( tachocline).
Cette région est caractérisée par un fort cisaillement en presence d’une rotation globale. On modélise cette coquille sphérique par une lame à faces parallèles. L’écoulement est décrit par un programme numérique de MHD optimisé pour le calcul parallèle (SP4, IDRIS), du à F. Lignières (Observatoire Midi- Pyrénées à Tarbes).
On veut étudier le fonctionnement de la dynamo non linéaire, notamment le rôle des hélicités magnétique et cinétique dans la dynamique des grandes échelles de l’écoulement et le régime de saturation de l’énergie magnétique.

Moyens disponibles : heures de calcul IDRIS