Optimisation d'une métrologie 4D-PTV pour la caractérisation d'un écoulement turbulent à très petite échelle.
Résumé:
L’étude fondamentale de la turbulence revêt une importance significative en raison de son rôle dominant dans de nombreux domaines de la physique, des sciences de l’ingénieur, de l’astrophysique, de l’aéronautique, etc. La dissipation turbulente joue un rôle central dans l’écoulement turbulent et est donc une quantité importante dans les modèles de turbulence. Dans le but de caractériser cette dissipation, le présent travail est basé sur une technique de suivi de particules appelée « Shake-The Box » pour mesurer les champs de vitesse tridimensionnels en fonction du temps à une résolution pouvant avoisiner l’échelle dissipative. Le dispositif expérimental et le traitement de la technique Shake the Box ont été optimisés et poussés à leurs limites afin d’améliorer la résolution spatiale et la précision des trajectoires lagrangiennes mesurées. L’approche utilisée dans cette thèse est basée non seulement sur des données expérimentales mais aussi sur des images synthétiques PIV basées sur une simulation numérique directe des équations de Navier Stokes. L’investigation quantitative et qualitative nous permet de définir les paramètres optimaux pour notre application ciblée sur un écoulement de Von Karman Géant et donne les limites de la méthode.
