Une étude numérique de la dynamique d'ondes internes de gravité en fluide stablement stratifié est menée. On décrit un algorithme pseudo-spectral<br />parallèle permettant d'intégrer les équations de Navier-Stokes sur une machine paralèele. En deux dimensions d'espace, on analyse la dynamique d'un<br />champ d'ondes internes propagatives, d'amplitude modérée et initialement plan et monochromatique. Le champ d'ondes est instable et déferle. Le déferlement produit une turbulence de petites échelles spatiales influencées par la stratification. L'étude<br />est étendue au cas tridimensionnel, plus réaliste. En trois dimensions, on étudie le même champ d'ondes internes, que l'on perturbe par un bruit infinitésimal ondulatoire tridimensionnel, mais on considère des ondes statiquement stables et<br />instables (grandes amplitudes). On montre que le déferlement d'une onde interne est un processus intrinsèquement tridimensionnel, y compris pour les ondes de faible amplitude. La tridimensionalisation du champ d'ondes s'opère dans les zones de l'espace où le champ de densité devient statiquement instable. L'effondrement gravitationnel d'une zone est de structure transverse au plan de propagation de l'onde. Les effets de la turbulence des petites échelles sur la production de la composante non propagatrice de l'écoulement, le mode de vorticité potentielle et la production d'un écoulement moyen, permet de conclure que seule une petite proportion de l'énergie mécanique initiale est convertie sous ses deux formes, la majeure partie étant dissipée par la dissipation visqueuse et conduction thermique. On reconsidère le mode de vorticiée potentielle par une approche Hamiltonienne non-canonique du fluide parfait stratifié. La dérivation d'un système de dynamique modifiée permet d'étudier la relaxation d'un écoulement stratifié, conservant sa vorticité potentielle et sa densité, vers un état stationnaire d'énergie minimale, correspondant au mode de vorticité potentielle.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00005960 |
| Date | 08 April 1999 |
| Creators | Koudella, Christophe |
| Publisher | Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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