Titre :
Les allées de Bénard-Von Karman
Motivation :
Ayant toujours eu une certaine curiosité scientifique et étant fasciné par les jolies expériences que l'on peut faire en physique, je me suis intéressé aux allées tourbillonnaires de Karman pour en comprendre le principe et en expliquer l'apparition.
Objectif :
Etudier comment des allées tourbillonnaires apparaissent dans un fluide, en jouant sur les variations du nombre de Reynolds.
Démarche :
Mon travail s'est construit autour de la mise en évidence d'allées tourbillonnaires dans un fluide. Pour cela, il m'a fallu faire avancer un obstacle à vitesse constante dans un fluide inhomogène, ici un mélange de lait et de cacao en poudre, afin d'observer la formation de tourbillons à l'arrière de l'obstacle. J'ai dû utiliser différents obstacles pour changer les paramètres de l'expérience, et ainsi modifier l'apparition du phénomène. J'ai également déterminé la viscosité cinématique du fluide en mesurant la vitesse de chute d'une bille dans ce fluide.
On constate de plus, d’après des photographies, que le phénomène se produit aussi à très grande échelle ; on peut par exemple observer des allées de Von Karman dans un nuage lorsque le sommet d’une montagne le transperce et joue le rôle d’obstacle.
Bilan du TIPE :
Ce TIPE a été pour moi l'occasion de me trouver pour la première fois contraint à utiliser mes connaissances pour élaborer une démarche scientifique, afin de mettre en évidence un phénomène physique qui n'avait pas été étudié en cours. Je me suis également retrouvé face à un problème trop compliqué à résoudre par la théorie puisqu'il dépasse largement les limites du programme, mais aussi parce qu'il existe relativement peu de documentation à ce sujet.
Bibliographie :
Internet :
http://www.odpf.org/anterieures/xv/gr-2/pdf/memoire_2.pdf
http://joas.free.fr/studies/karman/vonkarma.htm
Articles :
Y.D. Afanasyev and C.G. Deacon, Investigating vortex streets behind real and virual bluff bodies, American Journal of Physics, 2006, 74, p236.
D. Guerra, K. Corley, P. Giacometti, E. Holland, M. Humphreys and M. Nicotera, An Introduction to Dimensionless Parameters in the Study of Viscous Fluid Flows, The Physics Teacher, 2011, 49, p175.
Je trouve que j'ai fait de la merde 