Turbulence in molecular clouds
E. Vazquez-Semadeni;
1997, ASTRO_PH/9701050
ABSTRACT:Cours pour l'\'ecole d'\'et\'e Millimetric and Sub-Millimetric Astronomy - INAOE 1996.\\
{\bf Passe en revue la turbulence incompressible et compressible - application a l'astrophysique}.
\section{Introduction}
\underline{D\'efinition de la turbulence:}\\
\begin{enumerate}
\item un fluide turbulente a un tr\`es grand nombre de degr\'e de libert\'e (ou modes).
\item Les modes peuvent \'echanger non-lin\'eairement de {\sl l'excitation}.
\item Le syst\`eme est impr\'evisible dans le sens qu'il est tr\`es sensible aux conditions initiales
(syst\`eme chaotique).
\item The system is {\sl mixing}.
\end{enumerate}
\section{Turbulence incompressible}
{\bf Bonne description de la turbulence incompressible}.
\begin{itemize}
\item Navier-Stokes, d\'etermination dimensionnelle de Re
\item Navier-Stokes en Fourier.
\item Spectre d'\'energie
\item Turbulence 2D\\
En turbulence 2D la cascade d'\'energie est bris\'ee en deux avec des exposants -3 et -5/3.
De plus la cascade est inverse dans le r\'egime -5/3. C'est la base de l'article de \cite{medina_tanco97}.
\end{itemize}
En r\'esum\'e, la th\'eorie K41 a apport\'e 2 aspects fondamentaux:
1) le comportement $k^{-5/3}$ du spectre d'\'energie, 2) le concept de
cascade d'\'energie.
\section{Turbulence compressible}
Une analyse dimensionelle montre que dans le cas isotherme, les fluctuations de densit\'e
sont:
$$ \frac{\delta\rho}{\rho} \sim M^2$$ o\`u $M$ est le nombre de Mach.
En turbulence compressible, en plus des modes rotationels (qui sont les modes
incompressibles) il existe \'egalement des modes compressibles. L'\'echange
d'\'energie entre ces 2 types de modes modifie sensiblement la cascade d'\'energie.
De plus la turbulence compressible doit avoir moins d'\'energie dans les modes
de rotation (puisqu'il y en a dans les modes de compression) et donc une vorticit\'e
moins importante.
Dans le cas hautement compressible, la pr\'esence de chocs doit \'egalement \^etre
consid\'er\'e dans la d\'etermination du spectre d'\'energie ($k^{-2}$).
Contrairement \`a la turbulence incompressible, le spectre d'\'energie n'est pas
universel en turbulence compressible. La pente d\'epend du degr\'e de
compressibilit\'e du fluide \'etudi\'e.
La pr\'esence de chocs fait en sorte que l'\'energie est dissip\'ee beaucoup
plus efficacement. Le probl\`eme de la survie de la turbulence interstellaire
est alors pos\'e. Il est possible que seul l'injection d'\'energie par les
supernova puisse alimenter la turbulence. Une autre explication viendrait
du fait que le champ magn\'etique permet des vitesses plus grandes que la vitesse
du son sans produire de choc.
\section{Applications}
\underline{Revue de la relation de Larson}.\\
\underline{Structure Fractale}. Int\'eressant\\
KEYWORDS: turbulence
PERSOKEY:turbulence, ,
CODE: vazquez-semadeni97