Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique - UMR 5509

LMFA - UMR 5509
Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique
Lyon
France


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Techniques de visualisation

Tomographie

Le but de la tomographie est de faciliter l’observation d’un écoulement en visualisant des coupes de celui-ci. Pour cela, on éclaire une tranche de cet écoulement, préalablement ensemencé par de fines particules, avec une nappe laser. Les particules contenues dans cette fine section diffusent la lumière du laser suivant les lois de Lorenz-Mie. L’image des particules ainsi éclairées est alors enregistrée à l’aide d’une caméra.

Cette technique peut être utilisée pour quantifier le mélange de deux gaz (ensemencés différemment), suivre et caractériser des structures tourbillonnaires.

Ombroscopie (Shadowgraph)

L’ombroscopie est une technique non intrusive de visualisation d’écoulement qui consiste à placer le fluide perturbé à étudier entre une source lumineuse quasi-ponctuelle et un capteur réceptionnant la lumière.

Elle met en évidence la dérivée d’ordre 2 de l’indice de réfraction, qui est proportionnelle aux variations de la masse volumique (ou de la densité), donc de température ou de pression.

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Visualisation de cavitation sur une cible
J.L. Marié

Strioscopie (Schlieren)

La strioscopie est très proche de l’ombroscopie, mais la lumière non déviée par le gradient d’indice de l’écoulement est supprimée grâce à un couteau.

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Elle met en évidence la dérivée d’ordre 1 de l’indice de réfraction, elle-même en liaison à des variations de masse volumique (ou de densité), donc de température ou de pression. La strioscopie offre une dynamique plus grande des niveaux de gris de l’image. Le positionnement vertical ou horizontal du couteau permet également de choisir la direction des variations à observer.

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Visualisation par strioscopie d’écoulements compressibles libres - Mj=1.4
T. Castelain

Moyens de mesure

- Plusieurs lasers pulsés Nd:Yag double cavité (voir section PIV)
- Plusieurs caméras CCD double trames (voir section PIV)
- Un laser Nd:YLF double cavité (voir section TR-PIV)
- Plusieurs caméras rapide CMOS (voir section ILIDS)