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Theses

Waves and instabilities on vortices in stratified and rotating fluids

Résumé : En milieu stratifié-tournant, les ondes supportées par un tourbillon colonnaire vertical peuvent être instables en raison d'un rayonnement d'ondes, un phénomène connu sous le nom d'instabilité radiative. Dans la première partie de cette thèse, on étudie numériquement et analytiquement l'effet d'une rotation planétaire sur cette instabilité. En présence de rotation cyclonique, le rayonnement d'ondes diminue et le taux de croissance maximum de l'instabilité radiative décroît exponentiellement quand la rotation augmente. Il devient negligeable quand le nombre Rossby est inférieur à l'unité. En présence de rotation anticyclonique avec un nombre de Rossby supérieur à -1, l'instabilité centrifuge est stable mais on montre que l'instabilité radiative se produit également si le nombre d'onde azimutal est plus grand que 2 et le profil de vorticité est suffisamment raide. Le taux de croissance dans ce régime fortement anticyclonique est comparable à celui dans le régime cyclonique. La principale conclusion est donc qu'un tourbillon colonnaire en milieu stratifié-tournant peut être instable pour n'importe quel nombre de Rossby. Le mécanisme et les propriétés de l'instabilité radiative sont expliqués par une analyse WKBJ pour grands nombres d'ondes. Dans la deuxième partie de cette thèse, la stabilité de l'écoulement de Taylor-Couette stratifié est analysée quand la vitesse angulaire augmente radialement, une régime encore jamais exploré. On montre que cet écoulement est instable vis à vis d'une instabilité stratorotationelle. Cette instabilité est similaire à l'instabilité radiative d'un tourbillon en régime fortement anticyclonique. Ces résultats révèlent que l'écoulement de Taylor-Couette stratifié est toujours instable sauf dans la limite d'une rotation solide.
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https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00786642
Contributor : Junho Park <>
Submitted on : Saturday, February 9, 2013 - 2:51:19 PM
Last modification on : Wednesday, March 27, 2019 - 4:39:25 PM
Document(s) archivé(s) le : Saturday, April 1, 2017 - 8:56:26 PM

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00786642, version 1

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Junho Park. Waves and instabilities on vortices in stratified and rotating fluids. Mechanics of the fluids [physics.class-ph]. Ecole Polytechnique X, 2012. English. ⟨pastel-00786642⟩

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