Etude des techniques pour l'analyse des autocorrélations, des échelles et des spectres en turbulence à partir des données de la vélocimétrie laser. Application en combustion

par Abdelkader Doudou

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Michel Trinité.

Soutenue en 1990

à Rouen .

mots clés

• Analyse statistique
• Analyse spectrale
• Traitement de l'information
• Spectre d'énergie de turbulence
• Autocorrélation et échelles de turbulence
• Ecoulements stationnaires et instationnaires
• Vélocimétrie laser Doppler
• Turbulence
• Combustion

Résumé

Ce mémoire concerne l'étude des différentes techniques d'analyse spectrale des fluctuations de vitesse, pouvant traiter les données arrivant aléatoirement de la vélocimétrie Doppler laser. Elles sont testées sur les dispositifs expérimentaux existant au laboratoire, afin d'en faire une critique. En combustion le fait que l'information n'arrive pas de manière homogène complique davantage les analyses. Il n'existe pas de technique universelle pour faire l'analyse spectrale, chaque cas est particulier par le niveau de turbulence de l'écoulement, le type de diffusion utilisé et par les accès optiques possibles. La méthode des produits à intervalle discret (MPID) basée sur le calcul de l'autocorrélation peut donner des bonnes estimations spectrales même si le taux d'échantillonnage est sous-Nyquist. Cette méthode peut calculer les spectres de turbulence pour des taux de données incontrôlés et relativement faibles. La méthode que nous proposons permet aussi de corriger le bruit et les biais. Elle donne accès à une meilleure résolution vers les hautes fréquences et la détermination plus précise de la micro-échelle. L'interaction combustion-turbulence est étudiée grâce à la MPID sous deux aspects: stationnaire et instationnaire. Sur la flamme stationnaire (flamme en V) l'incidence de la combustion sur les échelles et les spectres est mise en évidence. Sur la flamme en propagation, une attention particulière est portée sur des grandes échelles en relation avec la combustion

Titre traduit

Study of techniques for autocorrelations, scales and spectral analysis in turbulence from laser velocimetry data. Application to combustion

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