Instabilités, turbulence et dynamo dans une couche de fluide cisaillée en rotation rapide PDF Download
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Book Description
Nous développons un modèle quasi-géostrophique (QG) amélioré en moyennant l'équation de Navier-Stokes le long de l'axe de rotation. Il permet de modéliser des fluides barotropes en rotation rapide dans un récipient axisymétrique de pente finie. Ce modèle QG est utilisé pour étudier les instabilités d'une couche de cisaillement (couche de Stewartson). Nous montrons que la pente est le paramètre clé de l'instabilité, qui prend la forme d'ondes de Rossby. En plus de la viscosité, nous avons implémenté une friction d'Ekman réaliste (à partir de la formule de Greenspan) à notre modèle QG. Ceci nous permet d'atteindre des régimes d'écoulement tournants très turbulents, avec une dissipation réaliste à toutes les échelles. Nous observons des des spectres très raides (loi puissance -5, correspondant à la turbulence d'ondes de Rossby) et des régimes stationnaires. Ces écoulements sont des dynamos qui sont relativement faciles à démarrer, pour des nombres de Prandtl magnétiques (Pm) modérés très faibles. l'action dynamo semble s'étendre pour Pm arbitrairement petit, avec un nombre de Reynolds magnétique critique (Rm) approximativement constant. L'aspect ondulatoire de l'écoulement est ici indispensable pour obtenir une dynamo. Enfin, nous essayons d'ajouter la force de Lorentz à notre modèle de dynamo QG. Nous trouvons que la nature ondulatoire de l'écoulement turbulent ne permet pas d'utiliser une approximation diffusive aux petites échelles.
Book Description
Nous développons un modèle quasi-géostrophique (QG) amélioré en moyennant l'équation de Navier-Stokes le long de l'axe de rotation. Il permet de modéliser des fluides barotropes en rotation rapide dans un récipient axisymétrique de pente finie. Ce modèle QG est utilisé pour étudier les instabilités d'une couche de cisaillement (couche de Stewartson). Nous montrons que la pente est le paramètre clé de l'instabilité, qui prend la forme d'ondes de Rossby. En plus de la viscosité, nous avons implémenté une friction d'Ekman réaliste (à partir de la formule de Greenspan) à notre modèle QG. Ceci nous permet d'atteindre des régimes d'écoulement tournants très turbulents, avec une dissipation réaliste à toutes les échelles. Nous observons des des spectres très raides (loi puissance -5, correspondant à la turbulence d'ondes de Rossby) et des régimes stationnaires. Ces écoulements sont des dynamos qui sont relativement faciles à démarrer, pour des nombres de Prandtl magnétiques (Pm) modérés très faibles. l'action dynamo semble s'étendre pour Pm arbitrairement petit, avec un nombre de Reynolds magnétique critique (Rm) approximativement constant. L'aspect ondulatoire de l'écoulement est ici indispensable pour obtenir une dynamo. Enfin, nous essayons d'ajouter la force de Lorentz à notre modèle de dynamo QG. Nous trouvons que la nature ondulatoire de l'écoulement turbulent ne permet pas d'utiliser une approximation diffusive aux petites échelles.
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Nous développons un modèle quasi-géostrophique (QG) amélioré en moyennant l'équation de Navier-Stokes le long de l'axe de rotation. Il permet de modéliser des fluides barotropes en rotation rapide dans un récipient axisymétrique de pente finie. Ce modèle QG est utilisé pour étudier les instabilités d'une couche de cisaillement (couche de Stewartson). Nous montrons que la pente est le paramètre clé de l'instabilité, qui prend la forme d'ondes de Rossby. En plus de la viscosité, nous avons implémenté une friction d'Ekman réaliste (à partir de la formule de Greenspan) à notre modèle QG. Ceci nous permet d'atteindre des régimes d'écoulement tournants très turbulents, avec une dissipation réaliste à toutes les échelles. Nous observons des des spectres très raides (loi puissance -5, correspondant à la turbulence d'ondes de Rossby) et des régimes stationnaires. Ces écoulements sont des dynamos qui sont relativement faciles à démarrer, pour des nombres de Prandtl magnétiques (Pm) modérés très faibles. l'action dynamo semble s'étendre pour Pm arbitrairement petit, avec un nombre de Reynolds magnétique critique (Rm) approximativement constant. L'aspect ondulatoire de l'écoulement est ici indispensable pour obtenir une dynamo. Enfin, nous essayons d'ajouter la force de Lorentz à notre modèle de dynamo QG. Nous trouvons que la nature ondulatoire de l'écoulement turbulent ne permet pas d'utiliser une approximation diffusive aux petites échelles.
Author: Publisher: Elsevier ISBN: 0444538038 Category : Science Languages : en Pages : 5604
Book Description
Treatise on Geophysics, Second Edition, is a comprehensive and in-depth study of the physics of the Earth beyond what any geophysics text has provided previously. Thoroughly revised and updated, it provides fundamental and state-of-the-art discussion of all aspects of geophysics. A highlight of the second edition is a new volume on Near Surface Geophysics that discusses the role of geophysics in the exploitation and conservation of natural resources and the assessment of degradation of natural systems by pollution. Additional features include new material in the Planets and Moon, Mantle Dynamics, Core Dynamics, Crustal and Lithosphere Dynamics, Evolution of the Earth, and Geodesy volumes. New material is also presented on the uses of Earth gravity measurements. This title is essential for professionals, researchers, professors, and advanced undergraduate and graduate students in the fields of Geophysics and Earth system science. Comprehensive and detailed coverage of all aspects of geophysics Fundamental and state-of-the-art discussions of all research topics Integration of topics into a coherent whole
Author: Hubert Chanson Publisher: Elsevier ISBN: 0080526896 Category : Science Languages : en Pages : 403
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This book develops an analysis of the air entrainment processes in free-surface flows. These flows are investigated as homogeneous mixtures with variable density. Several types of air-water free-surface flows are studied: plunging jet flows, open channel flows, and turbulent water jets discharging into air. Experimental observations reported by the author confirm the concept that the air-water mixture behaves as a homogeneous compressible fluid in each case. This book will be of great interest to professionals working in many fields of engineering: chemical, civil, environmental, mechanical, mining, metallurgy, and nuclear. Covers new information on the air-water flow field: air bubble distributions, air-water velocity profiles, air bubble sizes and bubble-turbulence interactions Features new analysis is developed for each flow configuration and compared successfully with model and prototype data Includes over 372 references and more than 170 figures with over 60 photographs Presents useful information for design engineers and research-and-development scientists who require a better understanding of the fluid mechanics of air-water flows
Author: Edward A. Johnson Publisher: Academic Press ISBN: 0128188146 Category : Nature Languages : en Pages : 564
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Disturbance ecology continues to be an active area of research, having undergone advances in many areas in recent years. One emerging direction is the increased coupling of physical and ecological processes, in which disturbances are increasingly traced back to mechanisms that cause the disturbances themselves, such as earth surface processes, mesoscale, and larger meteorological processes, and the ecological effects of interest are increasingly physiological. Plant Disturbance Ecology, 2nd Edition encourages movement away from the informal, conceptual approach traditionally used in defining natural disturbances and clearly presents how scientists can use a multitude of approaches in plant disturbance ecology. This edition includes nine revised chapters from the first edition, as well new, more comprehensive chapters on fire disturbance and beaver disturbance. Edited by leading experts in the field, Plant Disturbance Ecology, 2nd Edition is an essential resource for scientists interested in understanding plant disturbance and ecological processes. Advances understanding of natural disturbances by combining geophysical and ecological processes Provides a framework for collaboration between geophysical scientists and ecologists studying natural disturbances Includes fully updated research with 5 new chapters and revision of 11 chapters from the first edition
Author: Jacques Lafontaine Publisher: Springer ISBN: 3319207350 Category : Mathematics Languages : en Pages : 408
Book Description
This book is an introduction to differential manifolds. It gives solid preliminaries for more advanced topics: Riemannian manifolds, differential topology, Lie theory. It presupposes little background: the reader is only expected to master basic differential calculus, and a little point-set topology. The book covers the main topics of differential geometry: manifolds, tangent space, vector fields, differential forms, Lie groups, and a few more sophisticated topics such as de Rham cohomology, degree theory and the Gauss-Bonnet theorem for surfaces. Its ambition is to give solid foundations. In particular, the introduction of “abstract” notions such as manifolds or differential forms is motivated via questions and examples from mathematics or theoretical physics. More than 150 exercises, some of them easy and classical, some others more sophisticated, will help the beginner as well as the more expert reader. Solutions are provided for most of them. The book should be of interest to various readers: undergraduate and graduate students for a first contact to differential manifolds, mathematicians from other fields and physicists who wish to acquire some feeling about this beautiful theory. The original French text Introduction aux variétés différentielles has been a best-seller in its category in France for many years. Jacques Lafontaine was successively assistant Professor at Paris Diderot University and Professor at the University of Montpellier, where he is presently emeritus. His main research interests are Riemannian and pseudo-Riemannian geometry, including some aspects of mathematical relativity. Besides his personal research articles, he was involved in several textbooks and research monographs.
Author: P. M. Banks Publisher: Elsevier ISBN: 1483260666 Category : Science Languages : en Pages : 445
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Aeronomy, Part A is an attempt to make a comprehensive exposition of the processes in aeronomy, the study of composition, movement, and thermal balance of the upper regions of the planetary atmosphere. The text covers topics such as atmospheric regions and atmospheric density, the temperature and molecular mass of the atmosphere; the permanent constituents and the molecular and isotonic composition of the homosphere; and the transition from the homosphere to the heterosphere. Also covered are topics such as the temperature gradient and energies in the thermosphere, conditions at 200km and above 250km, solar radiation and ionization, and aeronomic reactions. The book is recommended for scientists, especially natural physicists, who would like to know more about the field of aeronomy and its advances.
Author: Nathanaël Schaeffer
Author: Nathanaël Schaeffer
Author: Nathanaël Schaeffer
Author: 
Author: Hubert Chanson
Author: Edward A. Johnson
Author: Unesco
Author: Jacques Lafontaine
Author: P. M. Banks
Author: Michel Godet
Author: K. A. Wienert