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Les études liées à la mécanique des fluides dans le domaine de l'astrophysique se sont beaucoup développées depuis vingt à trente ans, en raison de l'amélioration de, à la fois, les techniques expérimentales d'observation et les simulations numériques. Dans la plupart des domaines de l'astrophysique et de la cosmologie, on se trouve en conditions de fluides turbulents. Dans certains cas, on peut établir un lien étroit avec la phénoménologie classique à la Kolmogorov, alors que, dans de nombreux cas, d'autres forces (comme celles liées au magnétisme ou à la gravitation) deviennent dominantes si bien que de nouvelles idées théoriques spécifiques ou de nouvelles méthodes numériques doivent être mises au point. En particulier, pour le milieu interstellaire ressemblant à de la poussière dont les forces de pression sont absentes, la turbulence est presque infiniment compressible, de sorte qu'elle est régie par l'équation de Burgers, la gravitation devant de plus être prise en compte pour les très grandes échelles. Au contraire, à l'intérieur des étoiles, les effets gravitaires d'origine thermique sont prédominants dans la région dite convective alors que l'interaction avec les champs magnétiques et la génération de ceux-ci sont très importants au voisinage de la surface; ce dernier phénomène étant essentiel dans les mécanismes de chauffage de la zone coronnale ou dans la génération des vents stellaires. Ainsi, il est très difficile de tenir compte simultanément de toutes ces situations et différents modèles doivent être utilisés pour chaque cas spécifique.
Des situations turbulentes sont rencontrées en astrophysique et en cosmologie dans de nombreux problèmes tels que la formation des grandes structures de l'univers ou la formation des étoiles et des planètes, et des stratégise (ou modèles) spécifiques ont été développés pour ces applications. La turbulence est aussi très importante dans le fonctionnement des étoiles, qui sont des machines thermiques très complexes, pour lesquelles le fort couplage avec les effets magnétiques est essentiel. Les effets liés à l'interaction entre la turbulence et la gravitation sont aussi essentiels pour expliquer les formes anisotropes spécifiques des disques protoplanétaires, des galaxies ou des structures les plus grandes de l'univers.
La phénoménologie classique à la Kolmogorov doit être modifiée afin de tenir compte de l'action des effets magnétiques, convectifs ou supersoniques sur les propriétés du milieu interstellaire, de sorte que des équations ou des approximations spécifiques doivent être utilisées pour tenir compte des effets de ces forces de volume, alors que des similarités - mais aussi des différences - existent entre les propriétés statistiques des champs de vitesse obtenues dans les souffleries classiques de laboratoires et celles que l'on observe, par exemple, dans le vent solaire ou dans les écoulements extragalactiques de poussières et de gaz. En conséquence, les simulations numériques constituent, dans de nombreux cas, une source essentielle de données et de compréhension puisque les observations ne permettent souvent pas d'atteindre un niveau suffisant de détails (à la fois au niveau des échelles et de par le fait que les observations (ou mesures) sont très souvent réalisables selon une seule direction).
Les livres répertoriés à la fin de cette page constituent de bons outils d'approfondissement de ces notions que je viens de présenter de façon très succincte.
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Dernière Révision : 28 Juillet 2009