Numéro 1, Décembre 2009

Diagnostic optique des écoulements

Rôle de l’imagerie de fluorescence induite par laser dans la recherche sur la combustion

Auteurs: 

F. Grisch, M. Orain

Les diagnostics lasers sont devenus un outil indispensable pour la recherche en mécanique des fluides. Ils permettent des mesures fines conduisant à une meilleure compréhension de processus physiques et chimiques. Ceci permet d’améliorer et de valider les codes de simulations numériques et de participer aux développements de recherches avancées dans les foyers industriels. Cet article a pour but de donner un aperçu du potentiel de l’imagerie de fluorescence induite par laser (PLIF) qui permet de mesurer des propriétés scalaires telles que les concentrations d’espèces, la température, la vitesse, la pression et la densité, dans une large gamme de températures et de pression, avec une très bonne résolution spatiale et temporelle. Cet article n’entend pas donner une description exhaustive de la PLIF à la mécanique des fluides, il se concentre sur la description du principe des mesures et quelques illustrations d’applications réalisées à l’Onera. Ces exemples comprennent des applications aux milieux purement gazeux tels que des expériences de mélange gaz/gaz à température et pression constante, des mesures de mélange carburant/air et de température dans des jets préchauffés, des mesures de structures de flammes subsoniques et supersoniques, et l’amélioration de la combustion à l’aide de décharges pulsées nanosecondes. Des exemples en écoulements multiphasiques sont ensuite présentés, tels que la mesure de la concentration de carburant, de la structure de flamme autour d’une goutte isolée, et des processus de mélange carburant/air dans une combustion kérosène/air à haute pression. L’article se termine en adressant les points-clés restants à étudier pour améliorer la précision des mesures PLIF quantitatives.

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drop with flame

 

drop without flame

 

axial injection supersonic combustor

 

wall injection supersonic combustor

 

ophlif

 

ignition OH

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