Sur la convection de Rayleigh-Bénard turbulente: Caractérisation dynamique par PIV

Abstract

Ce travail expérimental s’intéresse à la caractérisation dynamique par PIV de la convection de Rayleigh-Bénard turbulente dans une cavité parallélépipédique, remplie d’air et de rapport de forme ( H L ) égal à 4. L’analyse des résultats obtenus, pour des valeurs du nombre de Rayleigh RaH (basé sur la hauteur H de la cavité) variant entre 108 et 4,23×108, montre surtout que les fluctuations de vitesse sont importantes et au moins du même ordre de grandeur que les vitesses moyennes. Par ailleurs, même à des valeurs très éloignées de la valeur critique du nombre de Rayleigh (facteur 103), une structuration très cohérente et organisée autour de trois rouleaux contra-rotatifs est particulièrement bien visible sur les valeurs moyennes. D’autre part, une investigation dans la troisième direction a permis de quantifier l’énergie cinétique turbulente 3D et des effets tridimensionnels secondaires qui n’avaient pas été quantifiés auparavant. Enfin, l’effet d’une infime perturbation sur le sens de rotation des rouleaux de Rayleigh-Bénard a été également examiné.