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Plateforme PERPET

Plateforme PERPET. (Plateforme pour l’Etude en Rotation de Phénomènes et d’Ecoulements Terrestres). Premiers pas (ou premiers tours…). Philippe ODIER Sylvain JOUBAUD. Origin of the project. Born in and lead by the «  internal waves  » team in Lyon Internal Collaborations:

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Presentation Transcript

  1. Plateforme PERPET (Plateforme pour l’Etude en Rotation de Phénomènes et d’Ecoulements Terrestres) Premiers pas (ou premiers tours…) Philippe ODIER Sylvain JOUBAUD

  2. Origin of the project • Born in and lead by the « internalwaves » team in Lyon • Internal Collaborations: • Turbulence (J.F. Pinton, R. Volk) • Convection (F. Chillá, B. Castaing) • MHD (N. Plihon) • Granularflows (N. Taberlet, J.C. Géminard) • External collaborations in Lyon • LST – ENS Lyon (T. Alboussière, S. Labrosse) • LMFA Ecole Centrale- équipe Onde et Turbulence (F. Godefert, A. Lawrie) • Open to anyproposalfromoutside…

  3. Funding • CNRS : 62% • ENS : 30% • Fédération de Recherche A.M. Ampère : 5% • LMFA : 3%

  4. ScientificAims • Stratifiedfluids– internalwaves • Convection • Cristallisation • Turbulence • MHD ? • Granularflows ? • …

  5. Stratifiedfluids in rotation Coriolis parameter f=2W, buoyancyfrequency N Dispersion relation: (oceanic situation) or Competitioninertialwaves/internalwaves

  6. Stratifiedfluids in rotation • Reflectionatcritical angle • T. Dauxois and W. Young. • Near-criticalreflection of internalwaves. • J. FluidMech., 390:271–295 (1999). • Instability and contribution • to oceanicmixing P. Odier, J. Chen, M. K. Rivera, and R. E. Ecke. Fluidmixing in stratifiedgravitycurrents: the Prandtl mixinglength. PRL, 102(13), 134504 (2009). S. Joubaud, J. Munroe, P. Odier, T. Dauxois, Experimentalparametricsubharmonicinstability in stratifiedfluids Phys. Fuids 24, 041703 (2012). G. Bordes, F. Moisy, T. Dauxois, and P.-P. Cortet. Experimentalevidence of a triadicresonance of plane inertialwaves in a rotatingfluid. Phys. Fluids, 24 :014105, 2012.

  7. Turbulence in rotation F. Godefert (LMFA), A. Lawrie (U. Bristol) • Entrainment by an axisymmetric jet • in a rotatingfluid u(z) Ro(z) W Re(z) LES simulation (radial velocity component) r(z) W z

  8. Turbulence in rotation • Entrainment by an axisymmetric jet • in a rotatingfluid • Placing the LEM on the turntable !!!

  9. Convection F. Chillá, B. Castaing(ENS Lyon) Regime of convection in rotation where rotation and gravity axis are not parallel Excentered convection cell on the turntable Non vertical « gravity »

  10. Cristallisation T. Alboussière(LGL) • Influence of rotation on cristallisation (cristallisation of Earthcore) • Influence of a magneticfield

  11. Mise en place de la plate-forme Début 2013 • Caractéristiques : • diamètre=2 m • Ωmax=60 tr/min • Mmax=750 kg

  12. Mise en place de la plate-forme Possibilité de construire sur la table une structure adaptée à la manip en cours

  13. Quelques problèmes rencontrés • Mesure précise de la vitesse de rotation

  14. Quelques problèmes rencontrés • Mesure précise de la vitesse de rotation • Fixation au sol de la table « refixation » de la table

  15. Convection pénétrative en rotation Collab. Thierry Alboussière Stéphane Labrosse (LGL) • Dans le noyau terrestre, comme dans l’atmosphère, • existence d’un gradient adiabatique dT/dz|adiab (liquide mais… très fortes pression) • Flux de chaleur radial à évacuer (chaleur résiduelle+latente+radioactivité) • Contrairement à l’atmosphère, on est dans un milieu bon conducteur de la chaleur (métal) existence d’un flux conductif le long du dT/dz|adiab

  16. Convection pénétrative en rotation Collab. Thierry Alboussière Stéphane Labrosse (LGL) Gradient sous-adiabatique dans le noyau terrestre Zone radiative/zone convective dans les étoiles (tachocline)

  17. Convection pénétrative en rotation Schlieren synthétique Sondes Pt100

  18. Sans rotation Convection pénétrative en rotation

  19. Sans rotation Convection pénétrative en rotation

  20. Convection pénétrative en rotation

  21. Convection pénétrative en rotation (cas sans rotation) Ω=1 rpm Ro=U/ΩL~10-1

  22. Convection pénétrative en rotation (cas sans rotation) Ω=15 rpm Ro=U/ΩL~10-2

  23. Convection pénétrative en rotation Ω=15 rpm Ro=U/ΩL~10-2

  24. Perspectives • La table est (quasiment) opérationnelle • Une première campagne achevée, beaucoup de données à traiter • mais on est dans la bonne gamme de paramètres • influence importante de la rotation sur la convection pénétrative • Deuxième campagne (jet en rotation) dès lundi prochain ! • Stratifié tournant à l’automne (collab. Tom Peacock (PIT)) • Tout nouveau projet est bienvenu ! …

  25. Quelques problèmes rencontrés • Mesure précise de la vitesse de rotation • Fixation au sol de la table • Commandes de vitesse complexes

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