Effet dynamo
Y. Ponty, H. Politano

mercredi 1er décembre 2010 par Ponty Yannick

L’origine des champs magnétiques est abordée par l’effet dynamo pour des écoulements à faible nombre de Prandtl magnétique, tel que dans la granulation et les taches solaires, la Terre ou les expériences de laboratoire. Il s’agit d’identifier l’influence de la turbulence sur le seuil critique de l’instabilité dynamo, la relation entre la topologie à grande échelle et les fluctuations à petite échelle, l’influence d’un champ magnétique ambiant, les mécanismes de saturation de la dynamo, et le rôle de l’hélicité cinétique. Une étude numérique extensive, en nombres de Reynolds cinétique et magnétique, a permis d’obtenir une série de nouveaux résultats sur le seuil de la dynamo dans un écoulement entretenu par le vortex de Taylor-Green, mimant la configuration expérimentale VKS de Cadarache. En particulier, ont été démontrés : l’existence simultanée d’interactions cinétique et magnétique à grande et à petite échelle lors de la croissance linéaire du champ magnétique, le rôle de l’écoulement moyen et des fluctuations de vitesse sur le seuil grâce à des simulations numériques, l’existence d’une bifurcation sous-critique selon l’intensité du champ magnétique ambiant, ainsi que, près du seuil, le rôle stabilisateur de la force de Lorentz dans les régimes de dynamo intermittente. Les régimes turbulents inaccessibles par la simulation directe ont été atteints grâce à un modèle dynamique de simulation de la turbulence à grande échelle développé lors du doctorat de J. Baerenzung.

Alexakis, A. and Ponty, Y., "Effect of the Lorentz force on on-off dynamo intermittency", Physical Review E, 77, p. 56308 (url) (2008) (doi :10.1103/PhysRevE.77.056308)

Ponty, Y., Mininni, P.D., Laval, J.P., Alexakis, A., Baerenzung, J., Daviaud, F., Dubrulle, B., Pinton, J.F., Politano, H. and Pouquet, A., "Linear and non-linear features of the Taylor Green dynamo", Comptes Rendus Physique, 9, pp. 749-756 (2008) (doi :10.1016/j.crhy.2008.07.007

Ponty, Y., Laval, J.P., Dubrulle, B., Daviaud, F. and Pinton, J.F., "Subcritical Dynamo Bifurcation in the Taylor-Green Flow", Physical Review Letters, 99, p. 224501 (2007) (doi :10.1103/PhysRevLett.99.224501)

Ponty, Y., Mininni, P.D., Pinton, J.F., Politano, H. and Pouquet, A., "Dynamo action at low magnetic Prandtl numbers : mean flow versus fully turbulent motions", New Journal of Physics, 9, p. 296 (2007) (doi :10.1088/1367-2630/9/8/296)

 Courvoisier, A., Gilbert, A.D. and Ponty, Y., "Dynamo action in flows with cat’s eyes", Geophysical and Astrophysical Fluid Dynamics, 99, pp. 413-429 (2005) (doi :10.1080/03091920500334159)

Ponty, Y., Mininni, P.D., Montgomery, D.C., Pinton, J.F., Politano, H. and Pouquet, A., "Numerical Study of Dynamo Action at Low Magnetic Prandtl Numbers", Physical Review Letters, 94, p. 164502 (2005) (doi :10.1103/PhysRevLett.94.164502