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J'ai étudié durant un an (à
l'Institut de Mécanique Statistique de la Turbulence, désormais IRPHE) la réponse en fréquence de
particules solides injectées dans un écoulement oscillant. L'écoulement
choisi était simplement un écoulement à vitesse sinusoïdale. L'étude a nécessité
l'écriture d'un programme (appelé PIC) permettant de calculer le rapport
des amplitudes maximales de vitesse des particules et de l'écoulement (Dup/Du).
Plus ce dernier est proche de 1 et plus la particule est apte à restituer
les fluctuations. Ce sujet concernait en fait la capacité de la
vélocimétrie laser-doppler à restituer les hautes fréquences présentes dans
les écoulements turbulents. Les particules traceuses qui ensemencent
l'écoulement doivent à la fois être suffisamment grandes pour obtenir un
bon signal lumineux et à la fois suffisamment petites pour suivre toutes
les fluctuations de l'écoulement. L'emploi de tailles inappropriées peut
ainsi conduire à la coupure des hautes fréquences de fluctuations. La
variable principale de l'étude était donc la fréquence de l'écoulement. Les
différents paramètres étaient le rayon des particules (dont
l'influence est prépondérante et le choix très important), mais aussi la masse volumique du
fluide (il a été ainsi montré que pour les faibles densités
d'écoulement le rôle de la taille des particules diminue), la masse
volumique des particules (qui modifie l'inertie des particules) et l'amplitude maximale de
vitesse de l'écoulement (qui influe sur la vitesse relative maximale et
le nombre de Reynolds relatif maximal).
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·TEDESCHI
G. & MENON R.K., "Frequency response of solid particles in
oscillating flows", Proc. of the Eighth International Symposium
on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics, Lisbon, Portugal,
pp. 12.2.1-12.2.7, July 1996.
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