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Concept
Tourbillon (physique)
Résumé
vignette|upright=0.65|Tourbillon d'eau dans une bouteille.
Un tourbillon est, en dynamique des fluides, une région d'un fluide dans laquelle l'écoulement est principalement un mouvement de rotation autour d'un axe, rectiligne ou incurvé. Ce type de mouvement s'appelle écoulement tourbillonnaire. On en observe à toutes les échelles, depuis le tourbillon de vidange d'une baignoire jusqu'à ceux des atmosphères des planètes, en passant par les sillages observés au voisinage d'un obstacle situé dans un écoulement liquide ou gazeux. Une fois formés, les tourbillons peuvent se déplacer, s'étirer, se tordre et interagir de manière complexe.
Une façon simple de visualiser le tourbillon est de considérer un fluide en mouvement dans lequel on délimite un petit volume supposé rigide. Si ce volume tourne par rapport à un référentiel au lieu d'être en translation, il appartient à un tourbillon.
vignette|upright=1.0|Mouvement d'un petit volume (rigide) de fluide : translation simple à gauche ; rotation à droite, caractéristique du tourbillon.
Un tourbillon est le mouvement courbé d'une particule fluide en rotation autour d'un axe tel que décrit dans le schéma ci-contre à droite. Le mot est généralement associé au vecteur tourbillon porté par l'axe de rotation qui se calcule comme le rotationnel de la vitesse et a une intensité double de celle du vecteur rotation. Le mot vortex, parfois utilisé comme synonyme, représente généralement en français un tourbillon de grand diamètre, alors qu'il possède en anglais un sens plus proche de tourbillon comme décrit antérieurement.
En français, l'intensité de la rotation est parfois appelé la « vorticité » (du latin vortex), mais généralement ce mot est plutôt réservé à la zone tourbillonnaire d'une masse de fluide elle-même (nappe de vorticité). Par contre, en anglais, le mot vorticity désigne généralement le champ de (pseudo-)vecteurs tourbillons, l'effet de ceux-ci dans une zone finie étant mesuré, comme en français, par la .
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