Interaction son-vorticité en régime de diffusion multiple : approche expérimentale à l’échelle ultrasonore

Titre :Interaction son-vorticité en régime de diffusion multiple : approche expérimentale à l’échelle ultrasonore.

Laboratoire de rattachement :ISTerre

Encadrant : Philippe Roux

Mail : philippe.roux ujf-grenoble.fr

Mots clés : filament de vorticité - ondes ultrasonores - expériences en laboratoire

Contexte et objectifs de la mission de stage :

Ce stage trouve ses racines dans les deux points suivants. Tout d’abord, les ondes acoustiques sont un outil de choix pour étudier les écoulements complexes car elles fournissent une signature non-invasive et temps-réel du champ de vorticité. Ensuite, les filaments de vorticité sont à la base de la compréhension des écoulements turbulents. Beaucoup de travaux récents ont eu pour but de caractériser la section efficace de diffusion acoustique d’un vortex filamentaire. Cependant, un filament de vorticité est un diffuseur faible pour les ondes acoustiques dont la signature est souvent masquée par la déformation de phase causée par l’écoulement qui l’accompagne.
Le but de ce stage est de combiner deux techniques expérimentales développées récemment pour : (1) générer et contrôler un filament de vorticité stable de taille millimétrique et de vorticité variable ; (2) mesurer la section efficace de diffusion acoustique de diffuseurs de petite taille à partir de mesures effectuées dans une cavité acoustique fortement réverbérante. La combinaison de ces deux techniques nous permettra de caractériser des vortex filamentaires sur une large bande de fréquence acoustique et d’étudier spécifiquement la dynamique de l’explosion tourbillonnaire à la base de l’étude des écoulements turbulents.
Ce travail expérimental s’appuiera sur l’électronique d’acquisition multivoies et les réseaux piézo-électriques ultrasonores dont dispose le laboratoire d’acoustique expérimental du Laboratoire ISTerre. Il aura pour but de jeter les bases de l’étude de l’interaction ondulatoire son—vorticité en régime de diffusion multiple.

Prérequis : Un solide bagage en physique des ondes est recommandé. Une bonne maitrise de Matlab est indispensable