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Fast X-Ray imaging of two-phase flows - Application to cavitating flows

type de publication      thèse de doctorat
date de publication 11-12-2014
auteur(s) Khlifa Ilyass
jury JB Blaisot, B. Stutz, JA Astolfi, S. Ceccio, S. Fuzier, M. Hocevar, J. Katz, A. Vabre, O. Coutier Delgosha, O. Roussette
école Arts et Métiers ParisTech
  
résumé Une méthode expérimentale innovante basée sur l'imagerie rapide par rayons X a été développée afin de mieux caractériser la dynamique et la structure des écoulements diphasiques complexes. Elle a été appliquée dans ce travail à des écoulements cavitants créés dans une veine d’essais de type profil Venturi et a aidé ainsi à améliorer notre compréhension des écoulements à l'intérieur des poches de cavitation. Des particules ont été injectées dans l’écoulement afin de suivre la phase liquide. Grâce aux caractéristiques du faisceau fourni par le synchrotron de l’APS (Advanced Photon Source, USA), des images RX haute définition de l'écoulement, contenant simultanément des informations sur le liquide et le gaz sont obtenues. Les vitesses instantanées du liquide et de la vapeur sont ainsi calculées en appliquant les algorithmes basés sur l'inter-corrélation d'images, respectivement sur les particules et les bulles. Les fractions volumiques locales de la vapeur sont également obtenues à partir des intensités locales des images. Plusieurs traitements sont néanmoins nécessaires pour séparer les phases avant de procéder aux calculs. Des méthodes de validation de l’ensemble des traitements appliqués ont été développées et ont permis de caractériser la précision des mesures. Cette technique expérimentale nous a ainsi aidé à avoir plus de connaissances sur le comportement des phases dans les écoulements cavitants et a notamment prouvé l’existence de vitesses de glissements significatives entre les phases.
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