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Étude numérique d’un attracteur d’ondes de gravité internes

Nicolas Grisouard (LEGI)

Par Stephane Charpinet - 30/01/2009

 

Séminaires d’Astrophysique

de l’Observatoire Midi-Pyrénées


Séminaire de

Nicolas GRISOUARD

(LEGI)

Jeudi 22 Janvier 2009 à 11h

OMP, salle Jules Verne


Étude numérique d’un attracteur d’ondes de gravité internes

Les fluides stablement stratifiés en densité se trouvent dans de nombreux domaines des fluides géophysiques et astrophysiques, des exemples de tels milieux étant l’océan, la stratosphère ou la zone radiative des étoiles. À cette stratification stable est associée une force de rappel, à savoir la combinaison de la gravité et de la poussée d’Archimède et les ondes qui y en résultent sont appelées ondes de gravité internes. Le fait que la force de rappel soit dirigée selon la seule direction verticale induit un caractère fortement anisotrope du comportement de ces ondes et les deux conséquences les plus marquantes sont que d’une part phase et énergie se propagent selon des directions perpendiculaires et que d’autre part la réflexion contre des parois inclinées par rapport à l’horizontale ou à la verticale n’est pas spéculaire. Pour des raisons qui seront explicitées durant l’exposé, si ces ondes se propagent dans les milieux fermés possédant de telles parois, elles finissent par se propager le long d’un cycle limite (l’attracteur), leur énergie n’étant de fait plus concentrée que dans une petite portion de l’espace physique. Il est à noter que des attracteurs similaires peuvent exister en milieu tournant. Ces attracteurs ont été étudiés théoriquement, dans le cadre de simulations numériques linéaires et hydrostatiques et expérimentalement. Des simulations numériques non-linéaires et non-hydrostatiques sont pourtant nécessaires afin d’étudier l’impact qu’auraient ces attracteurs sur leur milieu, notamment via des processus de mélange si cruciaux en géophysique et en astrophysique. L’objet de cet exposé est dans un premier temps de présenter de telles simulations et leur validation par comparaison avec des expériences. Ensuite, une description de la structure spatiale de l’attracteur sera faite avant de conclure à propos des perspectives pour l’étude des non-linéarités et des effets non-hydrostatiques.

 

 

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