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Sur la convection de Rayleigh-Bénard turbulente : Caractérisation dynamique par PIV

Ben khelifa A., Penot F.

Ce travail expérimental s’intéresse à la caractérisation dynamique par PIV de la
convection de Rayleigh-Bénard turbulente dans une cavité parallélépipédique, remplie d’air et de
rapport de forme ( L H ) égal à 4. L’analyse des résultats obtenus, pour des valeurs du nombre de
Rayleigh H Ra (basé sur la hauteur H de la cavité) variant entre 108 et 4,23×108, montre surtout
que les fluctuations de vitesse sont importantes et au moins du même ordre de grandeur que les
vitesses moyennes. Par ailleurs, même à des valeurs très éloignées de la valeur critique du nombre
de Rayleigh (facteur 103), une structuration très cohérente et organisée autour de trois rouleaux
contra-rotatifs est particulièrement bien visible sur les valeurs moyennes. D’autre part, une
investigation dans la troisième direction a permis de quantifier l’énergie cinétique turbulente 3D et
des effets tridimensionnels secondaires qui n’avaient pas été quantifiés auparavant. Enfin, l’effet
d’une infime perturbation sur le sens de rotation des rouleaux de Rayleigh-Bénard a été également
examiné.