Recherche Avancée

Thèse soutenue

Contribution au développement de la vélocimétrie laser doppler dans les turbomachines

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Auteur / Autrice : Thierry Pradère
Direction : Hubert Miton
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

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Compte tenu de l'affinement des programmes de simulation numériques rendu possible par les progrès des moyens de calcul, les besoins en expériences de validation exigent l'utilisation d'une instrumentation de plus en plus performante. Dans le domaine de l'anémométrie, on cherche ainsi à disposer de sondes aussi peu intrusives que possible et dont la réponse dynamique permette l'étude détaillée des propriétés instationnaires des écoulements. La vélocimétrie laser doppler (ldv) répond à ces conditions. L'objet du présent travail a été d'étudier ce moyen de mesure en vue de son utilisation dans les turbomachines, afin de le mettre en œuvre sur deux modèles d'étages de compresseurs axiaux. Ce travail comporte une première partie bibliographique et exploratoire consacrée aux incertitudes et erreurs de mesure propres au ldv. Une deuxième partie concerne les méthodes de traitement du signal utilisées ou applicables avec le ldv, en tenant compte des particularités de cet instrument notamment le mode aléatoire de l'échantillonnage. On décrit alors le système à deux composantes utilisé en particulier le programme de pilotage du vélocimètre et de l'unité de déplacement des sondes installés sur une station de travail sous unix. Sont présentés ensuite les résultats d'une étude du biais observé lorsqu’un gradient de vitesse important existe à l'intérieur du volume de mesure en régime turbulent. Une solution en vue de réduire ce biais est proposée. La dernière partie du mémoire rapporte les résultats de la mise en œuvre du vélocimètre sur deux installations d'essais de compresseurs axiaux à basse vitesse, démontrant la possibilité de réaliser des mesures tridimensionnelles par reconstruction des vecteurs vitesses obtenus à partir de deux visées successives sur un même point et également d'obtenir les grandeurs statistiques concernant la partie turbulente du champ des vitesses dans les machines. Une méthode d'analyse des signaux instationnaires basée sur l'utilisation des ondelettes s'appuyant sur les résultats obtenus lors des campagnes d'essais est enfin présentée.