Figure

Objet

Des méthodes expérimentales performantes ont été développées pour permettre des mesures de vitesse locales (vélocimétrie laser à effet Doppler) et globales (vélocimétrie par images de particules-PIV) pour caractériser l'écoulement dans une encoche. Cette configuration est représentative de l'écoulement dans une rue bordée d'immeubles et balayée par un vent transversal. La simulation de ces écoulements instationnaires par la modélisation des petites structures (modèles de sous maille-LES, Large Eddy Simulation) a été adoptée et malgré les avancées considérables de ces méthodes numériques, la caractérisation expérimentale reste incontournable.

Description

Dans l'état actuel de nos moyens, les comparaisons entre calcul et expérience se rapportent aux profils de vitesses moyennes ainsi qu'aux fréquences d'échappement tourbillonnaire en aval de la cavité. Une étude paramétrique qui porte sur différents types d'encoches a été réalisée. Le dispositif expérimental est présenté sur la Figure 1. Les codes de simulation LES étant déjà tridimensionnels, la caractérisation expérimentale doit permettre des mesures simultanées des trois composantes de vitesses. En préalable des mesures de vitesses par PIV dans deux plans orthogonaux confirment le caractère fortement tridimensionnel de l'écoulement dans l'encoche (El Gafsi et al., 1999).

Résultats et perspectives

Sur les Figure 2 et 3 nous présentons les différents champs de vitesses obtenus pour des encoches de rapports de forme h₂/L=0.5 et 1. Pour la mesure tridimensionnelle dans un plan nous avons adopté la st éréoscopie par l'acquisition d'une deuxième caméra. Diffé rentes étapes ont été franchies: synchronisation des caméras en images et en trames et acquisition simultanée de deux couples d'images. L'extension de la mesure de champs de vitesses basée sur le flot optique à une mesure de vitesse tridimensionnelle par stéré oscopie apportera une résolution et une dynamique supérieure aux r ésultats actuels. Des développements de cette métrologie seront poursuivis en collaboration avec G. Quénot. Des tests ont été faits sur des séquences d'images standard issues d'une banque de donn ées de la Société Japonaise de Visualisation et permettent des évaluations quantitatives des performances du code ``flot optique'' dans différentes configurations : mesure de deux composantes de vitesse en é coulement bidimensionnel ; mesures de deux composantes en écoulement fortement tridimensionnel et mesures de trois composantes en écoulement fortement tridimensionnel. En complément, nous avons l'intention d'apporter une note personnelle à la technique de prise d'images en associant et synchronisant trois caméras visant le plan laser de mesure suivant les arêtes d'un trièdre. L'objectif est d'am éliorer la validation des vecteurs vitesses dans le champ analysé par application croisée du code flot optique aux trois couples d'images d élivrées par les caméras.

Un deuxième poste de travail a été implanté. Il permettra prochainement des mesures de PIV avec une résolution poussée (1300 x1000 pixels).

Références

Optical Flow technique used to characterise the flow inside different cavities interacting with a boundary layer; Elcafsi, A., Rambert, A., Gougat, P. Euromech 406, Image Processing Methods in Applied Mechanics, 6-8 mai 1999, Varsovie, Pologne.

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