Chapitre8•Turbulence
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8.2 les caracTérisTiques de la Turbulence
La caractéristique principale d’un mouvement turbulent vient du fait que les vitesses et
pression en un point fluctuent avec le temps de façon aléatoire (voir Figure 8.1).
U p (t)
t
(a) laminaire
t
(b) turbulent
U p
u '
x (t)
Figure8.1–Variationd’unedescomposantesdelavitessepourdes
écoulements(a)laminaireet(b)turbulentenunpointP.
Le mélange dans un écoulement turbulent est dû à ces fluctuations qui donnent un
profil de vitesses qui est plus uniforme en moyenne que dans le cas d’un écoulement
laminaire dans un tube (voir Figure 8.2).
U r
( )
r
x
U r
( )
r
x
(a) laminaire
(b) turbulent
Figure8.2–Comparaisondesprofilsdevitessedansuntubeàécoulement
(a)laminaireet(b)turbulent.
La turbulence peut être créée par les forces de viscosité sur les parois (turbulence
pariétale) ou par les différentes couches de l’écoulement et qui sont à des vitesses différentes les unes par rapport aux autres (turbulence libre).
Un des effets de la viscosité sur la turbulence est de rendre l’écoulement plus homogène et moins dépendant de la direction. Si la turbulence a la même structure dans toutes
les parties du champ d’écoulement alors la turbulence est dite homogène. La turbulence
est dite isotrope si statistiquement parlant, l’écoulement n’a pas de direction préférentielle
et que le désordre « parfait » existe. Ces fluctuations de vitesse sont indépendantes de
l’axe de référence, c’est-à-dire invariantes par rapport à l’axe de rotation et à la réflexion.
La turbulence isotrope est par définition toujours homogène. Dans une telle situation, le
gradient de la vitesse moyenne est nul (la vitesse moyenne est soit nulle soit constante).
Lorsque le gradient de cette vitesse moyenne existe alors la turbulence est appelée turbulence anisotrope.
9782100549337-Livre.indb 190
31/07/11 13:03
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8.2 les caracTérisTiques de la Turbulence
La caractéristique principale d’un mouvement turbulent vient du fait que les vitesses et
pression en un point fluctuent avec le temps de façon aléatoire (voir Figure 8.1).
U p (t)
t
(a) laminaire
t
(b) turbulent
U p
u '
x (t)
Figure8.1–Variationd’unedescomposantesdelavitessepourdes
écoulements(a)laminaireet(b)turbulentenunpointP.
Le mélange dans un écoulement turbulent est dû à ces fluctuations qui donnent un
profil de vitesses qui est plus uniforme en moyenne que dans le cas d’un écoulement
laminaire dans un tube (voir Figure 8.2).
U r
( )
r
x
U r
( )
r
x
(a) laminaire
(b) turbulent
Figure8.2–Comparaisondesprofilsdevitessedansuntubeàécoulement
(a)laminaireet(b)turbulent.
La turbulence peut être créée par les forces de viscosité sur les parois (turbulence
pariétale) ou par les différentes couches de l’écoulement et qui sont à des vitesses différentes les unes par rapport aux autres (turbulence libre).
Un des effets de la viscosité sur la turbulence est de rendre l’écoulement plus homogène et moins dépendant de la direction. Si la turbulence a la même structure dans toutes
les parties du champ d’écoulement alors la turbulence est dite homogène. La turbulence
est dite isotrope si statistiquement parlant, l’écoulement n’a pas de direction préférentielle
et que le désordre « parfait » existe. Ces fluctuations de vitesse sont indépendantes de
l’axe de référence, c’est-à-dire invariantes par rapport à l’axe de rotation et à la réflexion.
La turbulence isotrope est par définition toujours homogène. Dans une telle situation, le
gradient de la vitesse moyenne est nul (la vitesse moyenne est soit nulle soit constante).
Lorsque le gradient de cette vitesse moyenne existe alors la turbulence est appelée turbulence anisotrope.
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