Systèmes physiques chaotiques. Convection.

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Systèmes physiques chaotiques. Convection.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Convection

Le transfert thermique dans une couche de fluide horizontale s'effectue par conduction thermique et, éventuellement, par le mouvement de parcelles de fluide de températures différentes. Quand on impose une différence de température entre les deux faces de la couche, un gradient de masse volumique s'installe.

Expérimentalement, on observe que le fluide se met en mouvement spontanément si la différence de température est suffisante. Le seuil à partir duquel la convection se produit est déterminé par une valeur critique d'un nombre sans dimension appelé nombre de Rayleigh et noté Ra :

avec :



ρ

: la masse volumique du fluide, en kilogrammes par mètre cube (kg/m³, kg m⁻³),



g

: la gravité, en mètres par seconde carrée (m.s⁻²),



α

: le coefficient d'expansion thermique, en kelvins à la puissance moins un (K⁻¹),



ΔT

: la différence de température entre le haut et le bas de la couche, en kelvin (K),



κ

: la diffusivité thermique, en mètres carrés par seconde (m².s⁻¹),



η

: la viscosité dynamique du fluide, en pascals secondes (Pa.s).



d

: l'épaisseur de la couche, en mètres (m)

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Cellules de convection dans un liquide

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Cellules de convection dans les nuages Cellules de convection dans le manteau (magma) terrestre