Méthode optique reposant sur la diffusion Rayleigh (diffusion de la lumière par des particules plus petites que la longueur d’onde incidente). Du point de vue physique, le contenu spectral de la lumière diffusée est lié à la température et à la vitesse ; son intensité est liée à ρ (densité).
Principes physiques
Mise en œuvre
Un photomultiplicateur (PM) est un transducteur qui génère une impulsion électrique lorsqu’un photon interagit avec la zone photosensible du capteur. Le niveau des signaux obtenus par diffusion Rayleigh est très faible et dominé par du bruit appelé shot noise (bruit de photon). L’effet pile-up est la limitation de la mesure de la valeur maximum du flux de photon liée aux constantes de temps de certains types de capteurs.
Applications
- Jets compressibles à haut nombre de Reynolds en environnement anéchoique (photo LMFA)
Validation expérimentale
Comparaison des résultats à une mesure directe des fluctuations de température par anémométrie fil froid à Tension Constante (CVA).
Géométrie des sondes fil froid : figures a & c : d = 3.1 µm ; l = 1.25 mm ; tc = 306.0 µs figures b & d : d = 1.0 µm ; l = 0.40 mm ; tc = 40.4 µs
- Sillage incompressible d’un cylindre chauffé
- Spectres de température dans le sillage d’un cylindre chauffé x=5D z=0.5D
- Couche de mélange incompressible d’un jet chaud
- Spectres de température dans la couche de mélange d’un jet chaud x=8D z=0.6D
Gris : diffusion Rayleigh Noir : CVA sans correction de l’inertie thermique du fil Rouge : CVA avec correction "hardware" de l’inertie thermique du fil Vert : CVA avec correction "software" de l’inertie thermique du fil Bleu : CVA avec correction "hardware" a posteriori de l’inertie thermique du fil
Les erreurs sont relatives aux mesures par diffusion Rayleigh.
— > Développement d’une méthode de mesure de la masse volumique par diffusion Rayleigh appliquée à l’étude du bruit de jet, et contribution à l’étude du screech dans les jets supersoniques sous détendus (Mercier.B, Thèse de Doctorat, 2017).pdf
— > High frequency temperature fluctuation measurements by Rayleigh scattering and constant‑voltage cold‑wire techniques (Mercier B, Jondeau E, Castelain T, Ozawa Y, Bailly C, Comte‑Bellot G, Experiments in Fluids, 2019).pdf