Modélisation d’une dynamo anisotrope fluide

On appelle effet dynamo la génération d’un champ magnétique par le mouvement d’un fluide conducteur de l’électricité. Ce processus est à l’origine du champ magnétique de la plupart des objets astrophysiques, à commencer par la Terre, le Soleil ou encore à des échelles bien supérieures comme celles des galaxies. Reproduire un effet dynamo en laboratoire a longtemps été une gageure, mais récemment un nouveau concept de dynamo a été élaboré théoriquement et réalisé expérimentalement, à échelle réduite (20 cm). Cette dynamo est dite anisotrope car les matériaux qui la composent lui confèrent l’équivalent d’une conductivité électrique anisotrope. Une telle anisotropie pourrait d’ailleurs être à l’œuvre au sein des galaxies spirales, chaque bras galactique étant le lieu d’une direction de circulation privilégiée des courants électriques. Avec cette application en tête le projet du stage est d’étudier une dynamo anisotrope dans un fluide en rotation compris dans une couche cylindrique de très faible épaisseur, et donc de géométrie proche de celle d’une galaxie spirale. L’étude avant tout numérique, sera menée à l’aide du code FreeFem++. Le(a) candidat(e) devra donc avoir un intérêt pour les simulations numériques et la compréhension des équations de la physique classique (Maxwell, loi d’Ohm, Navier-Stokes).

Références :
Plunian F., Alboussière T., Fast and furious dynamo action in the anisotropic dynamo
Journal of Fluid Mechanics, 941, A66 (2022)
Plunian F., Alboussière T., Axisymmetric dynamo action produced by differential rotation, with anisotropic electrical conductivity and anisotropic magnetic permeability, Journal of Plasma Physics, 87, 905870110 (2021)
Plunian F., Alboussière T., Axisymmetric dynamo action is possible with anisotropic conductivity, Physical Review Research, 2, 013321 (2020)
Alboussière T., Drif K., Plunian F., Dynamo action in sliding plates of anisotropic electrical conductivity, Physical Review E, 101, 033107 (2020)