Mixing by coherent vortices in a two-layer stratified fluid

Abstract

Nous présentons ici les résultats d'expériences concernant le mélange au niveau d'une interface de densité, expériences réalisées au sein d'un dispositif Taylor-Couette à des nombres de Reynolds tels que les vortex de Taylor sont laminaires à chaotic. La technique de fluorescence induite par laser (LIF) a été utilisée afin d'obtenir des mesures quantitatives de l'évolution spatio-temporelle de la densité. On montre que la vitesse d'entrainement et l'efficacité du mélange sont un ordre de grandeur plus petit qu'en régime turbulent et que les lois d'entrainement établis ne s'appliquent plus dans ces régimes de vortex laminaire-chaotic. Le transport vertical dans les couches homogènes est plus faible que le flux interfacial, d'où l'apparition de plusieurs interfaces de densité à différentes hauteurs. Leurs interactions mutuelles modifient l'intensité du flux de densité, et donc l'efficacité du mélange.