Mesurement of axial velocity field of classic taylor-couette flow

Overview & Synopsis

L'étude des mécanismes de transition du régime laminaire vers le régime turbulent a fait l'objet de nombreux travaux. La géométrie de Couette entre deux cylindres coaxiaux tournants, constitue une géométrie idéale pour le suivi des différentes étapes vers la turbulence. Notre problème concerne l'étude de l'écoulement entre deux cylindres verticaux coaxiaux de rayons R1 et R2 dans le cas particulier où le cylindre extérieur est maintenu fixe et le cylindre intérieur « lisse ou ondulé » peut tourner autour de l'axe du système avec une vitesse variable notée Ω1 ≠ 0. Nous nous proposons d'examiner expérimentalement la structure de l'écoulement à partir de l'apparition de la première instabilité (tourbillons de Taylor). L'approche expérimentale est basée sur la mesure des profils de vitesse instantanée et moyennée. Il est intéressant de signaler, aux alentours de Ta=600, l'existence d'un accroissement de la longueur d'onde azimutale qui s'accompagne d'une diminution de l'énergie. Par ailleurs l'exploitation spatio-temporelle directe des champs de vitesses a permis de bien préciser la topologie des écoulements et notamment le nombre et la taille des cellules, ainsi que la stabilité relative des zones sources et puits.