mardi 25 novembre 2014

DYNAMIQUE DE L'EAU : Les allées tourbillonnaires de Karman



Les anneaux tourbillonnaires sont des structures cohérentes qui dominent la dynamique de nombreux écoulements de fluides comme l’eau.

Une structure particulière de cette dynamique est l’allée de tourbillons de Von Karman est un motif périodique de tourbillons causés par la séparation instable d'un écoulement autour de corps peu profilés.







A lire :


Ces allées tourbillonnaires peuvent être observées à toutes les échelles et dans une multitude de situations. 

http://www.daniel-huilier.fr/Enseignement/Histoire_Sciences/Reynolds_Magique.pdf 

Il existe également des anneaux tourbillonnaires ou tourbillons toriques produits par les dauphins, les bélugas, les baleines à bosse, les volcans, hydrogène / atomique des bombes, et l'homme.




Vidéo :   https://www.youtube.com/watch?v=mHyTOcfF99o 

Ci-dessous une figure d'un vortex longitudinal montrant l'élaboration de contre-tourbillons toroïdaux 


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Le sculpteur-fontainier-paysagiste, Michaël Monziès illustre à l’aide d’expériences simples et très pédagogiques l'existence de ces turbulences tourbillonnaires hydriques. Ces documents ont été réalisés par le vidéaste Rodolphe Forget. (http://eauseanceilive.blogspot.fr)





http://eauseanceilive.blogspot.fr/2014/11/rencontre-avec-michael-monzies.html 

Voir : Mise en évidence de la chaine tourbillonnaire de l'eau (vidéos 1/2/3)

Les Vasques Vives Virbela® de l'atelier Coralis sont une superbe traduction concrète de la dynamique de l'eau. Ces vasques engendrent des mouvements en boucle simple ou en lemniscate couchée laissant raisonner le chant mélodieux et rythmé comme le va et vient des vagues sur les rivages. Selon la nature des formes, certaines réalisations offrent une ample et longue boucle, d'autres ont un battement rapide, d'autres encore se diversifient par des courants tourbillonnaires ou même étalés en voiles scintillants dans la lumière. Le phénomène recherché du rythme est unique en son genre.
Subtilement travaillées par le sculpteur en conversation avec l'eau, comme le fait un facteur d'instrument pour l'air, ces formes offrent des tourbillons inversés (lévogyre et dextrogyre) générant un mouvement respiratoire et équilibrant pour l'eau, créant de surcroit les bienfaits d'une ambiance apaisante et ressourçante dans le milieu vivant ainsi tonifié.






 Voir le site : 
 
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Les inondations du Gapeau expliquées par la théorie de Von Karman

http://www.pavillon-orange.org/blog/?p=8909


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Un océan dans une flûte de champagne

 

 

L'ouverture d'une bouteille de champagne provoque des mouvements tourbillonnaires imprimés par la remontée des bulles. Ils rappellent certains phénomènes atmosphériques ou océanographiques

http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/article-un-ocean-dans-une-flute-de-champagne-36246.php?utm_source=pourlascience&utm_medium=newsletter&utm_content=TITRE&utm_campaign=pls459 

 

 Illustrations vidéo des "allées de Karman"

 

https://www.facebook.com/garipayart/videos/10154280182523921/ 

 

La modélisation ECCO permet notamment de visualiser les courants marins. Dans cette vidéo, seuls les grands tourbillons sont représentés, les courants océaniques de plus petite échelle sont libres d'évoluer selon leurs propres équations au sein de ce modèle, et ont tendance à être perçus comme plus «parfaits» que ce qu'ils sont dans la réalité. Malgré les limites du modèle, la visualisation offre une étude réaliste à la fois de l'ordre et du chaos dans les eaux circulantes des océans.

Vortex marins



Les courants océaniques de la Méditerranée et de l'Atlantique. A noter que chaque seconde correspond à 3 jours dans la réalité



 

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  Evolution and breakdown of elliptic vortex ring

 

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  Vortex breakdown

 

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  Le passage d'un régime laminaire à un régime turbulent 

 

 


Les volutes tourbillonnantes de gouttes d'encre dans l'eau  

 

Le mouvement hypnotisant de l'encre à travers l'eau n'est en fait rien de plus que le mouvement aléatoire des molécules.

L'encre pénètre dans l’eau sous la forme d'une goutte foncée, avant de diffuser à partir de cette zone d'origine à forte concentration vers des zones à plus faible concentration
. Cela se produit parce que les molécules d'eau se déplaçant aléatoirement entrent en collision avec des molécules d'encre, les faisant dériver dans différentes directions. Au fur et à mesure que les régions avec plus de molécules d'encre subissent plus de collisions avec les molécules d'eau, les molécules d'encre de ces régions vont, en moyenne, se déplacer dans des zones avec moins de molécules. 

La distance parcourue par ces molécules d'encre dans l'eau dépend de leur taille; les molécules plus grosses sont ralenties par le frottement plus que les molécules plus petites.

 


 





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