Le signal complexe de la diffusion collective de la lumiere et les ecoulements turbulents

par CYRILLE HONORE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de D. GRESILLON.

Soutenue en 1996

à l'EP .

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  • Résumé

    La diffusion collective de la lumiere est un moyen d'observation des gaz turbulents. Un laser eclaire le volume etudie. Le champ diffuse par les molecules du gaz est detecte, sous un angle proche de la direction de propagation avant. L'information recueillie est proportionnelle a la transformee de fourier spatiale de la densite du gaz, sur le volume d'observation, suivant le vecteur d'onde de diffusion. La detection heterodyne permet d'avoir acces au module et a la phase de ce signal complexe. L'effet doppler implique qu'il est possible de mesurer la vitesse de l'ecoulement: a travers le spectre du signal, on retrouve, sous certaines conditions, la distribution de probabilite de la vitesse moyenne sur le volume observe. De maniere instantanee, on a etudie la derivee de la phase du signal pour determiner sous quelles conditions, cette derivee approche la vitesse instantanee moyenne sur le volume. L'evolution temporelle de la vitesse moyenne sur le volume est alors connue. Son spectre peut etre calcule. Un coefficient de diffusion turbulente peut etre etabli. Les experiences liees a cette etude, ont ete faites sur une couche de melange supersonique, dans la soufflerie s150 du lea de poitiers. La diffusion a aussi la propriete de selectionner une longueur d'onde, donc une echelle du milieu observe. Cette information est presente dans le module du signal. Un dispositif permettant d'observer simultanement deux diffusions a des echelles differentes a ete monte. L'experience a porte sur un jet a symetrie axiale. L'etude des auto- et intercorrelations entre signaux a echelles differentes laisse apparaitre deux echelles de temps distinctes: un temps court, visible uniquement sur l'autocorrelation, propre a l'echelle observee, et un temps plus long, observable dans tous les cas. Ce dernier ne depend que de l'echelle de production et de la vitesse moyenne. On a montre que ce temps long est propre aux grandes structures de la turbulence


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  • Détails : 116 P.
  • Annexes : 47 REF.

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