Traitement des signaux fournis par un vélocimètre laser : application à la caractérisation d'écoulements turbulents

par Alain Ramond

Thèse de doctorat en Signal, image et acoustique

Sous la direction de Pierre Millan.

Soutenue en 2000

à Toulouse, ENSAE .


  • Résumé

    Depuis son introduction en 1964, l'anémométrie laser Doppler, a su montrer ses potentialités en tant qu'outil de mesure de la turbulence, fiable et non intrusif. Fondée sur la mesure de la vitesse de particules transportées par le fluide, elle entraîne cependant de nombreuses difficultées, inhérentes à son principe même, dont l'une est le post traitement des données qu'elle délivre. En effet, le signal fourni par un vélocimètre laser est composé des vitesses des particules mesurées ainsi que de la date de leur passage. Il constitue donc un enregistrement temporel de la vitesse échantillonné aux instants de passage aléatoires des particules. L'utilisation des informations temporelles contenues dans ce signal nécessite donc le développement de méthodes spécifiques adaptées à ce mode d'échantillonnage. Dans un premier temps, une caractérisation des phénomènes régissant l'acquisition des données de vélocimétrie laser est menée. Trois aspects sont détaillés : tout d'abord leur mode d'échantillonnage et notamment le biais sur les grandeurs moyennes qu'il peut entraîner. Ensuite, au travers de la fonction d'autocorrélation du signal, la résolution du système est analysée. Enfin une méthode d'évaluation des échelles caractéristiques de l'écoulement est présentée. Dans un deuxième temps, l'analyse spectrale de la turbulence à partir de mesures de vélocimétrie laser est étudiée. La bibliographie des techniques d'analyse spectrale et de reconstruction spécifiques aux signaux de vélocimétrie laser est détaillée. Une procédure de test des principales méthodes est présentée, pour évaluer leurs limitations majeures et les perspectives qu'elles offrent. Enfin une nouvelle méthode de reconstruction et de filtrage des signaux de vélocimétrie laser est proposée et évaluée. Enfin, l'ensemble des techniques développées est appliqué à la caractérisation de l'écoulement turbulent se développant à l'aval d'une marche descendante.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (218 p.)
  • Annexes : Bibliographie p. 197-203

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  • Bibliothèque : Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Service documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2000/299 RAM
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