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Analyse et modélisation de la turbulence

Participants : Khalid Daoudi, Jacques Lévy Véhel

Mots-clés : multifractales, ondelettes

Nous nous sommes intéressés au problème inverse associé aux fonction FAA. Autrement dit, soit f une fonction continue à support dans [0 ;1], on cherche à obtenir une fonction g, un entier d, des similitudes contractantes tex2html_wrap_inline1065 et d suites tex2html_wrap_inline1069 tels que :

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tex2html_wrap_inline1073 .

  figure269
Figure 2: Signal original de vitesse de turbulence et son approximation par FAA. 

Nous avons développé une approche fondée sur la décomposition en ondelettes qui permet de résoudre de manière relativement efficace ce problème. Cette approche a été appliquée sur des signaux de turbulence enregistrés par Gagne et Hopfinger dans la soufflerie S1 de l'ONERA à Modane. Ces signaux correspondent à un enregistrement ponctuel de la composante longitudinale du champ de vitesse par une sonde à fil chaud. La figure 2 représente un signal enregistré de cette façon. La fonction FAA qui approxime ce signal est montrée en pointillés. Le nombre des tex2html_wrap_inline1075 qui permettent de définir le signal approximé est en tex2html_wrap_inline1077 , si N est le nombre d'échantillons du signal, ce qui semble indiquer que la modélisation par FAA a une certaine pertinence. La suite des tex2html_wrap_inline1075 ainsi obtenue permet de calculer le spectre de Hausdorff du signal approximé (figure 3, en trait continu). L'exposant de Hö lder presque sûr est voisin de h = 1/3 qui est la valeur prédite par la théorie K41 de Kolmogorov. Le spectre est approximativement le même que celui obtenu par Arnéodo et al. en utilisant le formalisme multifractal fondé sur la transformée en ondelettes (figure 3, en pointillés). Nos résultats confirment donc ceux d'Arnéodo et al. en ce qui concerne les propriétés multifractales de ces signaux de turbulence.

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Figure 3: Spectre multifractal de la fonction FFS (en trait continu) et celui obtenu par le formalisme multifractal sur le signal original (en pointillés).  



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