Instabilité d'une couche de cisaillement au-dessus d'un disque en rotation

Sébastien Poncet (1) , Marie-Pierre Chauve (2)

1 M2P2 - Modélisation et Simulation Numérique (en mécanique des fluides)
2 IRPHE - Institut de Recherche sur les Phénomènes Hors Equilibre

Cette étude expérimentale porte sur l'instabilité d'une couche de cisaillement au-dessus d'un disque en rotation avec surface libre. Cette instabilité est caractérisée par visualisations de l'écoulement pour une large gamme des paramètres de contrôle: le rapport d'aspect G de la cavité, le nombre de Reynolds global Re et le rapport s entre les rayons intérieur et extérieur du disque tournant. Cette instabilité spectaculaire se développe le long du cylindre extérieur sous la forme de polygones à m côtés. Ce nombre m dépend d'un nombre d'Ekman basé sur la hauteur d'eau au repos, ce qui confirme la nature « stewartsonienne » de la couche limite. Le seuil d'apparition du premier mode est constant si l'on considère le nombre de Reynolds mixte proposé par Niino and Misawa (1984). Pour des larges valeurs de s, une instabilité se développe le long du cylindre intérieur sous la forme de petites cellules.

Mots clés: disque tournant; instabilité; couche de cisaillement

Domaines: Mécanique des fluides [physics.class-ph]; Mécanique des fluides [physics.class-ph]

Sébastien Poncet, Marie-Pierre Chauve. Instabilité d'une couche de cisaillement au-dessus d'un disque en rotation. CFM07, Aug 2007, Grenoble, France. pp.1-6. ⟨hal-00170260⟩