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Developpement Dune Methode De Mesure De La Masse Volumique Par Diffusion Rayleigh Appliquee A Letude Du Bruit De Jets Et Contribution A Letude Du Screech Dans Les Jets Supersoniques Sous Detendus
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Book Synopsis Développement d'une méthode de mesure de la masse volumique par diffusion Rayleigh appliquée à l'étude du bruit de jets, et contribution à l'étude du screech dans les jets supersoniques sous détendus by : Bertrand Mercier
Download or read book Développement d'une méthode de mesure de la masse volumique par diffusion Rayleigh appliquée à l'étude du bruit de jets, et contribution à l'étude du screech dans les jets supersoniques sous détendus written by Bertrand Mercier and published by . This book was released on 2017 with total page 162 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans ce travail de recherche, on présente des développements spécifiques de diagnostiques optiques et leur application à l'étude aéroacoustique des jets rapides à haut nombre de Reynolds. Les résultats expérimentaux présentés ici résultent de visualisation par strioscopie et, de manière prépondérante dans ce manuscrit, de mesure de masse volumique par diffusion Rayleigh. Ces méthodes de caractérisation d'écoulement, appliquées aux jets subsoniques ou supersoniques, ont été associées à des mesures de bruit en champ lointain. La mesure par diffusion Rayleigh, qui repose sur la lumière diffusée par les molécules constituantes du gaz, et n'est donc pas intrusive. Des difficultés apparaissent néanmoins pour exploiter les résultats lorsque le milieu diffusant contient des poussières. Bien que l'air des écoulements obtenu en soufflerie soit filtré, la quantité résiduelle de poussières a rendu nécessaire le développement d'une méthode de nettoyage du signal en post-traitement. Le niveau des signaux obtenus par diffusion Rayleigh est très faible, et dominé par du bruit appelé shot noise. Un gain significatif sur le niveau de ce bruit a été obtenu en optimisant la chaîne d'acquisition après analyse des systèmes existants. De plus une méthode de traitement du signal dérivée d'une méthode existante a permis de calculer des spectres de masse volumique malgré le shot noise avec un seul capteur, là où il en fallait deux auparavant. Les profils de p obtenus par cette technique ont montré qu'il existe une loi de similarité permettant de superposer les profils mesurés à différentes positions axiales. Cette loi est identique pour les jets issus de trois tuyères aux géométries différentes, et à des nombres de Mach de 0.7 et 0.9. Une loi de similarité est également observée pour p'rms si les profils sont mesurés suffisamment loin de la tuyère. L'étude des spectres dans la couche de mélange a mis en évidence un maximum faiblement marqué autour d'une fréquence centrale comprise entre St = 0:2 et St = 2 dans les régions mesurées, plus marqué que dans les spectres de vitesse, et dont le comportement diffère selon l'état initialement laminaire ou turbulent du jet. L'évolution de la forme des spectres en fonction de la différence de masse volumique entre le jet et le milieu ambiant, ainsi qu'en fonction du nombre de Mach, a également été étudiée. Une loi permettant de superposer les spectres a été définie empiriquement sur la plage de variation des différents paramètres. Des mesures simultanées entre l'acoustique en champ lointain et la masse volumique dans l'écoulement ont été réalisées pour un jet à Mj = 0:9 et un jet à Mj = 1:32. Ces résultats ont permis l'estimation de cohérences spectrales et de moyennes conditionnelles. Les résultats obtenus mettent en évidence la présence de structures liées au rayonnement acoustique dans une région située proche de l'axe du jet en aval du cône potentiel. Pour finir, une étude a été réalisée sur le screech dans les jets supersoniques sous-détendus. Elle a permis d'identifier la position de la source de la rétroaction acoustique pour les modes A1, A2, et B, ainsi que la structure du cycle de la boucle qui détermine les changements de fréquences observés aux sauts de modes.
Book Synopsis Caractérisations théorique et expérimentale des jets supersoniques libres by : Mireille Carlier-Cohat
Download or read book Caractérisations théorique et expérimentale des jets supersoniques libres written by Mireille Carlier-Cohat and published by . This book was released on 1992 with total page 275 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail est consacré à la mise au point de deux outils permettant d'accéder à une meilleure connaissance de la détente en jet supersonique libre. La tomographie par déviation de faisceau laser est d'une part étudiée et appliquée à la reconstruction locale de la masse volumique dans l'écoulement produit par l'interaction de deux jets d'axes parallèles. La méthode est caractérisée. Les erreurs de reconstruction sont analysées; les influences de l'échantillonnage et de la largeur du faisceau sont en particulier discutées. Les limites de la méthode, la précision et la résolution spatiale sont indiquées. La reconstruction de cartes 2D de masse volumique au voisinage de la tuyère montre que l'interaction produit un jet secondaire borde par des chocs obliques, dont la position et la forme sont déterminées. A partir d'une certaine distance du plan d'éjection, la masse volumique le long de l'axe Ox du jet secondaire décroit comme l'inverse du carré de la distance à la tuyère. Le rapport de la masse volumique sur l'axe Ox et de la masse volumique dans les conditions génératrices dépend peu de la pression génératrice et du rapport de pression. Une loi de similitude donnant l'évolution de la masse volumique le long de l'axe Ox est proposée. Les résultats expérimentaux sont comparés aux résultats d'un modèle fondé sur le calcul de traversée d'un choc oblique. Le couplage entre les relaxations translationnelles et rotationnelles est, d'autre part, modélisé. L’évolution des grandeurs macroscopiques au cours de la détente est déterminée à l'aide de la méthode des moments de l'équation de Boltzmann. Le modèle prend en compte le déséquilibre rotationnel et le déséquilibre interne au mode translationnel, décrit par l'écart entre les températures parallèle et perpendiculaire. Le formalisme est applique à la détente d'un mélange de gaz monoatomique et diatomique. L’accent est porté sur l'analyse des différentes hypothèses sous-jacentes au calcul et sur la modélisation de la relaxation rotationnelle. L’importance du couplage entre les deux phénomènes de relaxation est soulignée
Book Synopsis Contribution à l'étude des jets turbulents axisymétriques a masse volumique variable by : Joël Page
Download or read book Contribution à l'étude des jets turbulents axisymétriques a masse volumique variable written by Joël Page and published by . This book was released on 2007 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude expérimentale est une contribution à l'amélioration des connaissances de l'influence de la variation de la masse volumique sur le développement des champs dynamique et scalaire de jets turbulents axisymétriques de gaz se développant dans un co-courant d'air. Les différents gaz étudiés sont l'hélium, le méthane, l'air et le co#2, donnant respectivement le rapport des densités suivant : 7,2 ; 1,8 ; 1 et 0,667. Le rapport des vitesses entre le jet et le co-courant est maintenu constant (0,075). Les jets de gaz, issus d'un tube circulaire, débouchent dans un caisson de mélange. La determination complète, tant axiale que radiale, du champ dynamique (vitesses moyennes, variances, moments d'ordre 3 et 4) a été faite grâce à la vélocimétrie doppler laser a deux composantes, ceci en apportant un soin tout particulier à l'optimisation du système d'ensemencement (génération d'un brouillard de gouttelettes d'huile d'olive ayant un diamètre de 1,5 m). L'influence de la variation de densité est notable sur toutes les grandeurs mesurées. Les jets de gaz se mélangent plus vite avec le co-courant d'air que les jets de gaz lourds. La connaissance du champ dynamique instantané nous a permis, à partir de programmes de calcul des densités spectrales d'énergie (bases sur une méthode par intervalles exacts et des transformées de Fourier rapides) d'obtenir des spectres pour chacune des positions axiales explorées. Ainsi, nous avons pu en déduire les échelles caractéristiques de la turbulence dans nos jets à masse volumique variable (macro-échelle de longueur, échelle de taylor et de komogorov), ainsi que d'autres grandeurs importantes (taux de dissipation de l'énergie cinétique de la turbulence, nombre de reynolds turbulent et macro-échelle de temps). L'influence du rapport des densités est également notable sur ces grandeurs. Enfin, une exploration du champ scalaire a été réalisée par la technique de la diffusion de la lumière par effet rayleigh induit par laser sur les mêmes gaz. Nous avons alors obtenu pour chaque gaz les évolutions longitudinales et radiales de la fraction molaire, pour ensuite en déduire l'évolution de la fraction de mélange ainsi que celle de la masse volumique.
Book Synopsis CONTRIBUTION A L'ETUDE DES JETS TURBULENTS AXISYMETRIQUES A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE by : JOEL.. PAGE
Download or read book CONTRIBUTION A L'ETUDE DES JETS TURBULENTS AXISYMETRIQUES A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE written by JOEL.. PAGE and published by . This book was released on 1998 with total page 222 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE ETUDE EXPERIMENTALE EST UNE CONTRIBUTION A L'AMELIORATION DES CONNAISSANCES DE L'INFLUENCE DE LA VARIATION DE LA MASSE VOLUMIQUE SUR LE DEVELOPPEMENT DES CHAMPS DYNAMIQUE ET SCALAIRE DE JETS TURBULENTS AXISYMETRIQUES DE GAZ SE DEVELOPPANT DANS UN CO-COURANT D'AIR. LES DIFFERENTS GAZ ETUDIES SONT L'HELIUM, LE METHANE, L'AIR ET LE CO#2, DONNANT RESPECTIVEMENT LE RAPPORT DES DENSITES SUIVANT : 7,2 ; 1,8 ; 1 ET 0,667. LE RAPPORT DES VITESSES ENTRE LE JET ET LE CO-COURANT EST MAINTENU CONSTANT (0,075). LES JETS DE GAZ, ISSUS D'UN TUBE CIRCULAIRE, DEBOUCHENT DANS UN CAISSON DE MELANGE. LA DETERMINATION COMPLETE, TANT AXIALE QUE RADIALE, DU CHAMP DYNAMIQUE (VITESSES MOYENNES, VARIANCES, MOMENTS D'ORDRE 3 ET 4) A ETE FAITE GRACE A LA VELOCIMETRIE DOPPLER LASER A DEUX COMPOSANTES, CECI EN APPORTANT UN SOIN TOUT PARTICULIER A L'OPTIMISATION DU SYSTEME D'ENSEMENCEMENT (GENERATION D'UN BROUILLARD DE GOUTTELETTES D'HUILE D'OLIVE AYANT UN DIAMETRE DE 1,5 M). L'INFLUENCE DE LA VARIATION DE DENSITE EST NOTABLE SUR TOUTES LES GRANDEURS MESUREES. LES JETS DE GAZ SE MELANGENT PLUS VITE AVEC LE CO-COURANT D'AIR QUE LES JETS DE GAZ LOURDS. LA CONNAISSANCE DU CHAMP DYNAMIQUE INSTANTANE NOUS A PERMIS, A PARTIR DE PROGRAMMES DE CALCUL DES DENSITES SPECTRALES D'ENERGIE (BASES SUR UNE METHODE PAR INTERVALLES EXACTS ET DES TRANSFORMEES DE FOURIER RAPIDES) D'OBTENIR DES SPECTRES POUR CHACUNE DES POSITIONS AXIALES EXPLOREES. AINSI, NOUS AVONS PU EN DEDUIRE LES ECHELLES CARACTERISTIQUES DE LA TURBULENCE DANS NOS JETS A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE (MACRO-ECHELLE DE LONGUEUR, ECHELLE DE TAYLOR ET DE KOMOGOROV), AINSI QUE D'AUTRES GRANDEURS IMPORTANTES (TAUX DE DISSIPATION DE L'ENERGIE CINETIQUE DE LA TURBULENCE, NOMBRE DE REYNOLDS TURBULENT ET MACRO-ECHELLE DE TEMPS). L'INFLUENCE DU RAPPORT DES DENSITES EST EGALEMENT NOTABLE SUR CES GRANDEURS. ENFIN, UN EXPLORATION DU CHAMP SCALAIRE A ETE REALISEE PAR LA TECHNIQUE DE LA DIFFUSION DE LA LUMIERE PAR EFFET RAYLEIGH INDUIT PAR LASER SUR LES MEMES GAZ. NOUS AVONS ALORS OBTENU POUR CHAQUE GAZ LES EVOLUTIONS LONGITUDINALES ET RADIALES DE LA FRACTION MOLAIRE, POUR ENSUITE EN DEDUIRE L'EVOLUTION DE LA FRACTION DE MELANGE AINSI QUE CELLE DE LA MASSE VOLUMIQUE.
Book Synopsis Reconstruction de champs instantanés de masse volumique par BOS 3D. Applications à l'étude d'écoulements complexes en grande soufflerie by : François Nicolas
Download or read book Reconstruction de champs instantanés de masse volumique par BOS 3D. Applications à l'étude d'écoulements complexes en grande soufflerie written by François Nicolas and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ces travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre du développement d'outils métrologiques avancés pour la mécanique des fluides, et en particulier pour les souffleries. La Background Oriented Schlieren (BOS) 3D, développée à l'ONERA, est une technique qui exploite la déviation des rayons lumineux par un milieu non homogène pour mesurer la masse volumique. Elle consiste à comparer l'image de référence d'un fond texturé avec l'image de ce même fond en présence d'un écoulement. La corrélation entre ces deux images permet de calculer la déviation des rayons lumineux. En réalisant une acquisition simultanée à partir de différents points de vue, il est possible de reconstruire le champ de masse volumique associé, par résolution d'un problème inverse. Afin de poursuivre le développement de la technique, nous avons tout d'abord développé une chaîne de traitement plus systématique puis amélioré la robustesse de notre algorithme de reconstruction. Après avoir réalisé une validation sur des données de synthèse, nous avons mise en œuvre notre méthode sur un banc d'essais comportant 12 caméras. Par la suite, la technique a été déployée pour la première fois en soufflerie sur un jet chaud subsonique. Lors de cette campagne, elle a été validée par comparaison avec des mesures de température. Des acquisitions couplées BOS 3D et stéréo PIV ont également été effectuées. Une démonstration à l'échelle d'une soufflerie industrielle a ensuite été réalisée dans la soufflerie S1MAde l'ONERA. Les problématiques rencontrées sur les écoulements compressibles lors de ces essais ont ensuite conduit à étudier de manière plus approfondie les écoulements présentant de forts gradients d'indice optique. Un banc de mesure BOS 3D a été conçu en laboratoire afin d'optimiser la mesure d'un jet sous-détendu. Sur cette configuration, de très bon accords ont été obtenus avec la littérature ainsi qu'avec une simulation DES. A travers cette étude, nous avons étendu le domaine d'application de la BOS 3D aux écoulements compressibles et démontré son utilisation en soufflerie. La qualité des résultats obtenus démontre le potentiel offert par la technique pour l'analyse physique des écoulements.
Book Synopsis Mesures combinées de masse volumique et de vitesse: application à l' étude des jets by : L. Bobin
Download or read book Mesures combinées de masse volumique et de vitesse: application à l' étude des jets written by L. Bobin and published by . This book was released on 1986 with total page 24 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Modélisation numérique par la méthode des caractéristiques, et étude expérimentale de jets supersoniques libres by : Dominique Goffe
Download or read book Modélisation numérique par la méthode des caractéristiques, et étude expérimentale de jets supersoniques libres written by Dominique Goffe and published by . This book was released on 1984 with total page 295 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: On réalise deux modèles numériques: le premier modèle basé sur l'hypothèse d'un écoulement isentropique et irrotationnel, a été utilisé pour décrire le noyau central du jet. L'évolution, ainsi calculée pour le nombre de mach et la masse volumique au sein du jet, concorde avec celle obtenue antérieurement par d'autres méthodes. Le second modèle, plus général, permet de décrire la totalité de l'écoulement, en particulier la partie rotationnelle du jet. Les positions de la frontière et du choc latéral sont calculées pour différentes conditions de détente. Bon accord avec les données bibliographiques. Détermination expérimentale de la masse volumique locale et de la position du choc latéral
