On the Mechanics of Flow-Induced Vibration of Soft Corals and Particle Interception

Les coraux mous sont des espèces marines flexibles se déformant à l'effet des écoulements d'eau. Au passage d'une vague, alors que le tronc principal vacille, un mouvement particulier est observé: les branches se mettent à vibrer rapidement, avec de petits déplacements, et transversalement à la direction de l'écoulement. Dans ce mémoire, nous expliquons l'origine de ces vibrations et cherchons leur impact sur les coraux mous. Le critère de Glauert-den Hartog étant invalidé pour une section de branche de corail idéalisée, et les fluctuations de l'écoulement d'eau de mer ayant une fréquence de pic assez petite, nous avançons que les vibrations induites par vortex (VIV) sont la cause la plus plausible du mouvement rapide des branches. Par ailleurs, le fait que les coraux mous soient des espèces se nourrissant en filtrant l'eau de ses particules comestibles, nous faisons l'hypothèse que ces vibrations peuvent influencer leur taux d'alimentation. À l'aide d'un code maison d'éléments finis d'interaction fluide-structure, en plus de scripts codés en Python, nous avons simulé les trajectoires de particules sphériques autour d'un cylindre circulaire, puis calculé le taux de capture. Nous avons trouvé que, lors de la synchronisation de fréquence, les cylindres vibrants capturent jusqu'à 40% plus de particules que ceux fixés. Ainsi, les VIV augmenteraient probablement le taux d'alimentation des coraux mous et leur offriraient une meilleure nutrition.