Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 1
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique
2014-2015
Méthodes Expérimentales en
Mécanique des Fluides
Frédéric MOISY
Université Paris-SudLaboratoire FAST
Bâtiment 502 – 91405 Orsay
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 6
Instantané en 1 point (HWA, LDV) Instantané 2D (PIV)
Profils moyens
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 8
Tubes de Pitot pour l’aéronautique
www.sensors.goodrich.com
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 14
www.omega.com
200-1000 euros
www.dantecdynamics.com
1000 – 10 000 euros
Modèle « de poche »(vitesse moyenne)
Modèle « laboratoire »(vitesse instantanée)
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 21
Asservissement d’un anémométre à fil chaud
(1) Circuit à courant constant
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 22
Asservissement d’un anémométre à fil chaud
(2) Circuit à température constante
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 23
Effet de longueur finie :
profil de température le long du fil
l/d = 400 l/d = 100
(Champagne et al 1967)
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 29
60 mm and 85 mm FiberFlow probes
(d’après doc. Dantec)
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 30
Measurement of flow in a valve model
Photo courtesy of Westsächsische Hochschule Zwickau, Germany
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 32
The small integrated 3D FiberFlow probe
(d’après doc. Dantec)
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 34
Backscatter configuration
Laser Braggcell
Coloursplitter
PM
PM
Fibre manipulators
Single mode polarisationpreserving fibres
Flow
Back scattered light
Multimodefibre
Multimodefibre
Interferencefiltres
Coloursplitter
Single modefibres
(d’après doc. Dantec)
Ecoulement
t
Signal
t
LaserBraggCell Lumière rétrodiffusée
Volume de mesure
Detection
Montage en rétrodiffusion : modèle des franges
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 36
Measurement volume
• The transmitting system generates the measurement volume
• The measurement volume has a Gaussian intensity distribution in all 3 dimensions
• The measurement volume is an ellipsoid
• Dimensions/diameters x, y and z are given by the 1/e2
intensity points
F
DL
Y
Z
X
Transmittingsystem
Measurementvolume
Intensitydistribution
0 1/e 21
z
x
y X
Z
Y
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 38
Seeding: scattered light intensity
180 0
90
270
210
150
240
120
300
60
330
30
180 0
330210
240 300270
150
12090
60
30
180 0
210
150
240
120
270
9060
300
30
330
dp0.2dp1.0dp10
• Polar plot of scattered light intensity versus scattering angle • The intensity is shown on a logarithmic scale
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 39
Particle Fluid Diameter (m)f = 1 kHz f = 10 kHz
Silicone oil atmospheric air 2.6 0.8TiO2 atmospheric air 1.3 0.4
TiO2 oxygen plasma 3.2 0.8(2800 K)
MgO methane-air flame 2.6 0.8(1800 K)
Ensemencement
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 44http://www.cheng.cam.ac.uk/research/groups/polymer/OFM/
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 47
Turbulence en rotationCollaboration FAST – Coriolis (Grenoble) - 2005
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 51http://www.physics.auburn.edu/~plasma/basic/dusty/images/sm_dpx_piv.jpg
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 60
PIV stéréoscopique (3C2D)
http://homepage.usask.ca/~drs694/stereoPIV1.jpg
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 61
PIV stéréoscopique (3C2D)
45° 45°
Truedisplacement
Displacementseen from left
Displacementseen from right
Focal plane =Centre oflight sheet
Leftcamera
Rightcamera
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 63
3D reconstruction
Resulting 3D vector map
Overlap area withinterrogation grid
Left 2D vector map Right 2D vector map
Master 1 de Physique Appliquée et Mécanique 64http://www.dlr.de/as/PortalData/5/Resources/images/abteilungen/abt_ev/artikel/PIV_img3_m.jpg
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