Application de l'analyse d'images à des phénomènes de mélange et de dispersion
par Serge Simoëns
Thèse de doctorat en Mécanique des fluides
Sous la direction de Robert J. Morel.
Soutenue en 1992
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Résumé
Le traitement et l'analyse d'images sont des outils numériques dont l'importance ne cesse de s'imposer sous l'impulsion des techniques informatiques et des techniques de prises de vue. En mécanique des fluides l'expérimentateur utilise ces outils associés aux méthodes de visualisation pour des analyses qualitatives et quantitatives d'écoulements transparents. Nous avons, dans le cadre d'études d'écoulements turbulents, développé une méthode infographique de reconstruction tridimensionnelle et une méthode de mesure simultanée des champs de vitesse et de concentration. Les méthodes classiques de reconstruction tridimensionnelle sont en général globales et tiennent difficilement compte des complexités surfaciques des formes étudiées. La méthode développée est basée sur l'analyse harmonique de contours plans et tient compte de ces deux principales difficultés par une analyse locale des contours. L'algorithme a été testé sur des contours obtenus lors de rejets de gaz lourds dans la soufflerie de diffusion edf-ecl. Des tests ont aussi été effectués sur des structures cohérentes en transition de couche limite de plaque plane. L'étude des phénomènes de dispersion ou de mélangeage en particulier, nécessite la mesure des corrélations vitesse-concentration. La technique de mesure simultanée des champs de vitesse et de concentration intègre deux méthodes de mesure classique, la vélocimétrie laser par images de particules et la mesure de concentration par fluorescence induite par laser. La méthode a été mise au point dans un jet évoluant dans une turbulence homogène quasi-isotrope. Peu de mesures de corrélations vitesse-concentration ont été réalisées à ce jour, la validation a donc été obtenue, par comparaison des résultats séparés de concentration et de vitesse avec des résultats disponibles dans la littérature. Les résultats des mesures des corrélations vitesse-concentration sont conformes aux analyses faites de l'écoulement étudié. Le traitement et l'analyse d'images permettent dans les deux cas de traiter l'information et de l'analyser. Ils permettent surtout dans le second cas d'automatiser les dépouillements nécessaires à une analyse quantitative
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