Etude de la réfractométrie d'arc-en-ciel et applications à la mesure d'instabilités et des gradients de température d'un jet liquide

par Xiang'e Han

Thèse de doctorat en Physique. Énergétique

Sous la direction de Gérard Gréhan et de Zhensen Wu.

Soutenue en 2000

à Rouen .


  • Résumé

    This thesis is devoted to the research on the new methods for the measurement of the refractive index, the diameter and their variation of a homogeneous particle, and investigate the radial temperature gradient of heating liquid jet. The high quality signals obtained from our measurement system insure this research. The generalised Lorenz-Mie theory has been applied to simulate and study the fine structure of rainbow and its angular spectrum. The results are then used to find the relation between the ripple frequency and the particle size and that between the ripple shift and the variation of the diameter. These relations permit us to measure the diameter (600+-2um) and the initial fluctuation of a liquid jet (as precise as 10 nm for a jet of 600 um) without knowing the absolute angle position of the detector. The position and the structure of rainbow depend not only on the refractive index and the size of the particle, but also on the gradient of the refractive index (which is a function of the temperature for the liquid as water). From the theoretical and experimental research on the ripple shift and the Airy peak position, we find that a particle with refractive index gradient can not be treated as a homogeneous particle with a effective refractive index, and we has also obtained from the experiments information of the temperature gradient of the heating jet.

  • Titre traduit

    Study of refractometry of rainbow and applications to the measurement of instability and temperature gradient of a liquid jet


  • Résumé

    Cette thèse est dédiée à la recherche théorique et expérimentale de nouvelles méthodes pour mesurer le diamètre et la fluctuation initiale d'un jet liquide homogène et pour examiner le gradient radial de la température (d'indice de réfraction) d'un jet liquide. Les signaux de grande qualité obtenus avec notre système de mesure nous assure cette étude. La théorie de Lorenz-Mie généralisée a été utilisée pour simuler et étudier la structure fine et le spectre angulaire d'un arc-en-ciel. Les résultats sont ensuite appliqués à la recherche de la relation entre la fréquence dite ripple et la taille de la particule et celle entre le shift de ripple et la variation de diamètre du jet. Ces relations nous permettent de mesurer le diamètre (600+-2um)et sa fluctuation initiale d'un jet liquide (jusqu'à 10 nm pour un jet de 600um) sans connaître l'angle précis du détecteur. La position et la structure d'arc-en-ciel dépendent non seulement de la taille et de l'indice de réfraction de la particule mais aussi le gradient d'indice de réfraction qui est liée au gradient de température de la particule (jet) au chauffage. A partir de l'étude théorique et expérimentale sur le shift du ripple et les positions de pics type d'Airy de l'arc-en-ciel d'un jet au chauffage, nous concluons qu'une particule avec gradient d'indice ne peut pas être traitée comme une particule homogène avec un indice de réfraction effectif et nous avons aussi retiré des informations des gradients du jet.

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Informations

  • Détails : 116 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 109-116

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences site Madrillet.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 00/ROUE/S080
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