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Vortex

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Un vortex d'eau. © DR

Le terme vortex est utilisé pour désigner un mouvement tourbillonnaire de fluide ou de particules, c'est également un accessoire de piscine (qui reproduit le vortex du liquide).

Principe du vortex

Écoulement tourbillonnaire où les particules fluides tournent autour d'un axe instantané. Il ne faut pas confondre ces vortex ou tourbillons caractérisant une structure globale de l'écoulement et la vorticité des particules qui traduit leur rotation sur elles-mêmes.

Des vortex apparaissent en particulier au bout des ailes des avions (allées de von Karman).

Les vortex rectilignes les plus simples sont modélisés en mécanique des fluides par des champs de vitesse de la forme Vrn=C, où r est le rayon vecteur, C une constante.

Le modèle des tourbillons marginaux d'aile de Prandtl est un exemple de tourbillons irrotationnels (les particules tournent autour d'une direction fixe mais sans tourner sur elles mêmes, à l'instar des nacelles d'une grande roue foraine). A l'opposé les particules fluides tournent sur elles-même dans une couche limite laminaire de plaque plane alors que leur trajectoire est quasi rectiligne, ce n'est donc pas un écoulement tourbillonnaire mais il est rotationnel.

Les écoulements turbulents sont le siège à la fois de tourbillons (aux grandes échelles) et de vorticité (rotationnel) aux échelles plus petites où se dissipe l'énergie sous l'effet de la viscosité.

Le vortex des disques durs

Par extension, losqu'un système de champs de vecteurs forme des structures en tourbillon, on parle aussi de vortex. C'est le cas pour le champ magnétique produit par l'aimantation des surface des disques durs.

Le vortex pour les piscines

Les équipementiers de piscines proposent des appareils du même nom que l'on peut associer à un skimmer pour accentuer l'effet lors de l'aspiration des débris. Dans un filtre ou une pompe de type vortex, les organes de l'appareil sont répartis en rayon autour d'un point central : l'aspiration gagne ainsi en efficacité.

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