J. Physique Lett. 43, 5-10 (1982)
DOI: 10.1051/jphyslet:019820043010500

Emergence of a periodic mode in the so-called turbulent region in a circular Couette flow

B. Perrin

Groupe de Physique des Solides de l'Ecole Normale Supérieure, 24, rue Lhomond, 75231 Paris Cedex 05, France

Abstract
The transition to turbulence is studied in normal fluid He contained between concentric cylinders with the inner cylinder rotating, for high Reynolds numbers R up to 500 Rc (Rc is the critical Reynolds number for the Taylor instability) and for small aspect ratios Γ(Γ = l/d = fluid height/gap between cylinders). For sufficiently high values of d and in a range of R where the flow is considered as turbulent, a periodic mode appears and remains up to the maximum value of R. The T- and d-dependence of the mode has been studied. We suggest that this mode is related to a change in a boundary layers structure.

Résumé
Nous avons étudié la transition vers la turbulence dans l'hélium liquide normal en écoulement de Couette cylindrique jusqu'à des nombres de Reynolds R = 500 Rc (Rc étant le nombre critique d'apparition de l'instabilité de Taylor) et pour de faibles facteurs de forme Γ (Γ = l/d où l est la hauteur de fluide et d l'intervalle entre les cylindres). Pour d suffisamment élevé et pour des nombres de Reynolds où l'on considère l'écoulement turbulent, un mode périodique apparaît et demeure jusqu'aux valeurs maxima de R. Nous avons étudié la dépendance de ce mode en d et en température T. Nous suggérons que l'existence de ce mode est liée à la formation d'une nouvelle structure à couches limites.

PACS
4725F - Boundary layer and shear turbulence.

Key words
Couette flow -- liquid helium 4 -- turbulence -- periodic mode -- turbulent region -- circular Couette flow -- transition of turbulence -- normal fluid He -- concentric cylinders -- high Reynolds numbers -- critical Reynolds number -- Taylor instability -- boundary layers structure