Flux Transparents

La recherche sur les écoulements transparents concerne, entre autres, les ondes de choc, les entraînements et les écoulements turbulents. Par exemple, une application sur les ondes de choc est l'étude de leurs déplacements à travers divers milieux, comme l'air, l'eau ou des substances solides. Cette recherche est essentielle pour comprendre comment les ondes de choc modifient les propriétés mécaniques, électriques et thermiques des solides, un élément nécessaire pour comprendre l'équation d'état de tout matériau. Chaque type de recherche sur les flux transparents présente un ensemble unique de défis à surmonter grâce à une configuration et une sélection de caméra appropriées.

L'imagerie à grande vitesse permet aux chercheurs scientifiques d'examiner de près différents thèmes :

• Efficacité des éoliennes
• Panache de combustion
• Turbulence atmosphérique
• Gradient d'indice de réfraction (RIG)
• Imagerie Schlieren & ombroscopie

Exemples d’Imagerie des Flux Transparents
Études de cas en Recherche Avancée et Formation sur les flux transparents

Objectifs de la Recherche sur les Flux Transparents

En imagerie des flux transparents, il est important de comprendre le domaine d'intérêt de chaque événement. Cela aide à déterminer la technique d'imagerie nécessaire à la recolte de données appropriées et précises.

Certains domaines d'intérêt communs :

• Météorologie - Flux d'air et interaction avec d'autres gaz ou particules
• Études Thermiques - Propriétés de transfert de chaleur
• Épidémiologie - Transmission de particules par mouvement de liquide ou d'air
• Hydrodynamique - Écoulements de fluides et interaction avec un autre fluide
• Balistique - Mouvement de l'air ou du liquide à partir de la pression
• Aérodynamique - Interaction d'un objet avec l'air
• Souffleries - Niveaux subsoniques, transsoniques, supersoniques et hypersoniques

Challenges & Solutions

L'imagerie en flux transparent présente un ensemble unique de défis qui accompagnent l'imagerie à très haute vitesse. Chacune de ces difficultés peut être résolue en s'assurant que le bon outil (caméra Phantom) et les bonnes techniques d'imagerie sont utilisés pour produire une imagerie à grande vitesse précise et claire. Les plus courants sont la caractérisation de la forme, les tests en faible lumière, ou encore les configurations complexes.

Challenge 1: Caractérisation de la Forme -La forme peut être vue en utilisant un champ de lumière uniforme, soit en champ clair, soit en champ sombre, maintenant les lignes au bord du flux minces avec un contraste élevé. Elle nécessite un éclairage stratégiquement placé et créant un dégradé. Ce dégradé permet l'observation de l'ombre ou du motif. Quelle que soit la méthode utilisée, il est important que la caméra utilisée puisse créer des images de qualité grâce à une plage dynamique élevée et un faible bruit.

Challenge 2: Essais en Faible Luminosité - Certaines techniques utilisées dans l'imagerie de flux transparent réduisent la quantité de lumière atteignant le capteur de la caméra. Par exemple, l'imagerie Schlieren permet de visualiser le changement dans le mouvement de l'air. Elle est réalisée en s'appuyant sur une courbure de la lumière et une arête de couteau, avant qu'elle n'atteigne le capteur. Le flux d'air devient visuel pour la caméra à grande vitesse, mais en même temps, la quantité de lumière disponible est réduite. Aussi, pour travailler plus efficacement dans des environnements à faible lumière, il est important d'utiliser une caméra haute vitesse à forte sensibilité.

Challenge 3: Configurations Complexes - La méthode utilisée pour imager le flux peut nécessiter non seulement une caméra specifique, mais également des environnements uniques, ou des équipements spécialisés. Ainsi, les souffleries, les grandes surfaces analysées, les microscopes, ou les miroirs spécialisés, influeront sur la configuration ainsi que sur le type de caméra Phantom nécessaire à la collecte des données.