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Séance de cours

Théorie de Kolmogorov: Turbulence et transport d'énergie

Dans cours

ME-467: Turbulence

This course provides an introduction to the physical phenomenon of turbulence, its probabilistic description and modeling approaches including RANS and LES. Students are equipped with the basic knowledge to tackle complex flow problems in science and engin ...

Description

Cette séance de cours introduit la théorie K41 de Kolmogorov, en se concentrant sur les équations de Navier-Stokes, les statistiques, et trois hypothèses clés: les symétries restaurées, l'échelle auto-similaire, et la dissipation finie. La séance de cours se penche sur le transport de l'énergie, la relation Karman-Howarth-Monin, et Kolmogorov spectre.

Enseignant·e

Tobias Schneider

Tobias Schneider is an assistant professor in the School of Engineering at EPFL, the Swiss Federal Institute of Technology Lausanne. He received his doctoral degree in theoretical physics in 2007 from the University of Marburg in Germany working on the transition to turbulence in pipe flow. He then joined Harvard University as a postdoctoral fellow. In 2012 Tobias Schneider returned to Europe to establish an independent Max-Planck research group at the Max-Planck Institute for Dynamics and Self-Organization in Goettingen. Since 2014, he is working at EPFL, where he teaches fluid mechanics and heads the 'Emergent Complexity in Physical Systems' laboratory. Tobias Schneider's research is focused on nonlinear mechanics with specific emphasis on spatial turbulent-laminar patterns in fluid flows transitioning to turbulence. His lab combines dynamical systems and pattern-formation theory with large-scale computer simulations. Together with his team, Schneider develops computational tools and continuation methods for studying the bifurcation structure of nonlinear differential equations such as those describing the flow of a fluid. These tools are published as open-source software at channelflow.ch. Publications: Google Scholar

Source officielle

Concepts associés (11)

Symétrie

La symétrie est une propriété d'un système : c'est lorsque deux parties sont semblables. L'exemple le plus connu est la symétrie en géométrie. De manière générale, un système est symétrique quand on peut permuter ses éléments en laissant sa forme inchangée. Le concept d'automorphisme permet de préciser cette définition. Un papillon, par exemple, est symétrique parce qu'on peut permuter tous les points de la moitié gauche de son corps avec tous les points de la moitié droite sans que son apparence soit modifiée.

Groupe de symétrie

Le groupe de symétrie, ou groupe des isométries, d'un objet (, signal, etc.) est le groupe de toutes les isométries sous lesquelles cet objet est globalement invariant, l'opération de ce groupe étant la composition. C'est un sous-groupe du groupe euclidien, qui est le groupe des isométries de l'espace affine euclidien ambiant. (Si cela n'est pas indiqué, nous considérons ici les groupes de symétrie en géométrie euclidienne, mais le concept peut aussi être étudié dans des contextes plus larges, voir ci-dessous.

Symétrie (transformation géométrique)

Une symétrie géométrique est une transformation géométrique involutive qui conserve le parallélisme. Parmi les symétries courantes, on peut citer la réflexion et la symétrie centrale. Une symétrie géométrique est un cas particulier de symétrie. Il existe plusieurs sortes de symétries dans le plan ou dans l’espace. Remarque : Le terme de symétrie possède aussi un autre sens en mathématiques. Dans l'expression groupe de symétrie, une symétrie désigne une isométrie quelconque.

Icosahedral symmetry

In mathematics, and especially in geometry, an object has icosahedral symmetry if it has the same symmetries as a regular icosahedron. Examples of other polyhedra with icosahedral symmetry include the regular dodecahedron (the dual of the icosahedron) and the rhombic triacontahedron. Every polyhedron with icosahedral symmetry has 60 rotational (or orientation-preserving) symmetries and 60 orientation-reversing symmetries (that combine a rotation and a reflection), for a total symmetry order of 120.

Symétrie (physique)

En physique la notion de symétrie, qui est intimement associée à la notion d'invariance, renvoie à la possibilité de considérer un même système physique selon plusieurs points de vue distincts en termes de description mais équivalents quant aux prédictions effectuées sur son évolution. Une théorie physique possède alors une symétrie S, si toute équation dans cette théorie décrit tout aussi correctement une particule ρ qu'une particule -ρ 'symétrique' de ρ.

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Séances de cours associées (34)

Symmetries des équations Navier-Stokes

Explore les symétries des équations Navier-Stokes dans les boîtes périodiques, y compris les traductions, les transformations, les rotations et l'échelle.

Symmétries dans la dynamique des fluides

Explore la restauration des symétries dans les équations de dynamique des fluides, en particulier les équations Navier-Stokes dans les domaines périodiques, soulignant la signification de la symétrie dans la compréhension du mouvement des fluides.

Théorie K41 de Kolmogorov

Couvre la théorie de Kolmogorov K41, le transport d'énergie, et le spectre d'énergie de turbulence.

Théorie de la turbulence de Kolmogorov

Explore la théorie de la turbulence de Kolmogorov, couvrant les équations de Navier-Stokes, les lois de conservation, les budgets énergétiques et les lois expérimentales de turbulence.

Symmétries des équations dynamiques

Explore les symétries dans les équations dynamiques, en mettant l'accent sur leur restauration à des nombres élevés de Reynolds et leur impact sur la dynamique des fluides.

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