Développement d’un modèle d’ordre réduit de tornades à tourbillons multiples basé sur des données expérimentales à petite échelle

Dans la nature, une tornade peut être composée de plusieurs sous-tourbillons (ou tourbillons d’aspiration) tournant autour du centre de leur tornade mère. Ces tornades à tourbillons multiples sont parmi les tornades les plus grandes, les plus fortes et les plus destructrices connues à ce jour. Malgré leur réputation, la dynamique des fluides des tornades à tourbillons multiples reste mal comprise. Dans le cadre de ce travail, l’écoulement décrivant des tornades à deux et à trois tourbillons a été modélisé et capturé à l’aide d’un modèle fondamental à petite échelle. En particulier, des processus hypothétiques d’atténuation ou d’amplification entre des tornades à deux et à trois tourbillons seront considérés.

L’objectif de ce projet est de développer un modèle d’ordre réduit de systèmes à tourbillons multiples basé sur les données expérimentales collectées. Nous explorerons l’utilisation des polynômes dits de Zernicke comme base mathématique sur laquelle les données seront projetées. Les résultats seront comparés à une décomposition en modes propres de l’ensemble de données ainsi qu’à des modèles analytiques de tourbillons ponctuels. Les écoulements seront étudiés en fonction de leur potentiel de vitesse et de leurs champs de vorticité.