Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Jean-Pierre PRENEL : Professeur à l’Université de Franche-Comté - Responsable de l’Équipe Métrologie Optique et Microtechniques de l’Institut de Génie Énergétique de Belfort
-
Paul SMIGIELSKI : Docteur ès Sciences - Ingénieur de l’École Supérieure d’Optique ESO - Attaché à la Direction Scientifique de l’institut franco-allemand de Recherches de Saint-Louis - Cofondateur d’HOLO 3 - Professeur conventionné ENSPS à l’Université Louis Pasteur de Strasbourg
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Nous considérons dans ce chapitre des objets optiquement transparents présentant des variations d’indice de réfraction tels les écoulements aérodynamiques ou hydrodynamiques et les plasmas ou certains matériaux optiques soumis à des contraintes diverses.
De tels objets sont, du point de vue optique, des objets de phase (seulement caractérisés par des variations de chemin optique). Ils ne sont pas visibles directement en formant leur image sur un récepteur photographique, celui-ci étant uniquement sensible à la lumination (produit de l’éclairement par le temps de pose).
Pour les visualiser, il faut les transformer en objet d’amplitude, soit à l’aide de techniques strioscopiques ou interférométriques, par exemple, soit en introduisant dans le milieu (cas des écoulements) des microparticules qui diffusent la lumière.
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Accueil > Ressources documentaires > Sciences fondamentales > Physique Chimie > Bases en mécanique physique > Mécanique des fluides - Visualisation par variation d’indice > Conclusion
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Généralités
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7. Conclusion
Les méthodes optiques de visualisation des écoulements sont le plus souvent utilisées pour la compréhension qualitative des phénomènes rencontrés en mécanique des fluides. Remonter des variations de l’intensité lumineuse mesurées sur le détecteur (photographie, caméra électronique) aux variations d’indice de réfraction de l’objet transparent étudié, puis aux variations de masse volumique, par exemple, n’est pas du tout évident dans le cas général des écoulements tridimensionnels. Comme nous l’avons vu, nous avons accès aux variations du trajet optique de la lumière après la traversée de l’écoulement. De ce fait, remonter à l’information locale en un point donné du fluide n’est possible que dans des cas particuliers de phénomènes bimensionnels ou possédant une symétrie (objet de révolution par exemple). Dans le cas général, il est nécessaire de réaliser n images de l’écoulement dans n directions différentes (principe de la tomographie ou de la tomoscopie) et ensuite de remonter par le calcul à l’information dans une tranche de l’écoulement. Du point de vue expérimental, cela est très compliqué parce qu’il faut réaliser un grand nombre de systèmes optiques, tout autour de l’objet. Si le phénomène que l’on veut analyser est reproductible au cours du temps, bien entendu un seul système optique peut suffire.
Les systèmes optiques les plus adaptés aux études quantitatives sont les interférométries classiques ou holographiques parce qu’ils permettent d’accéder à l’information par la mesure des déplacements de franges d’interférence, ce qui est bien plus aisé et précis que d’effectuer une mesure d’intensité lumineuse.
Nous avons également vu, et c’est là sa richesse, que l’optique permettait d’accéder à des paramètres physiques inaccessibles à d’autres techniques (dalembertien et laplacien de la masse volumique par exemple) et laissait donc entrevoir une autre façon d’étudier les phénomènes rencontrés en mécanique des fluides (mesure du premier membre d’une équation différentielle et non la mesure très approximative du second membre, comme cela se fait habituellement).
De plus, les méthodes que nous avons vues peuvent se coupler, sans grande difficulté en général, à la cinématographie...
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CHENG (K.C.) - A history of Flow Visualization : Chronology. - Journal or Flow Visualization and Image Processing 4-1, 1997, p. 9-27.
-
(2) - MERZKIRCH (W.) - Flow Visualization. - Academic Press, 1987.
-
(3) - MACAGNO (E.) - Leonardo da Vinci : Engineer and Scientist. - Hydraulic Research A historical review GARBRECHT Boston 1987, p. 33-53.
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(4) - FASSO (C.A.) - Birth of Hydraulics during the Renaissance period. - Hydraulics and Hydraulic Research A historical review GARBRECHT Ed. Boston 1987, p. 55-79.
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(5) - LEVI (E.) - The Science of Water. - The Foundation of Modern Hydraulics. chap. 10 : The Hydraulics of Leonardo da Vinci ASCE Press, 1995.
-
(6) - REICHENBACH (H.) - Contributions of Ernst Mach to Fluid Mechanics. - Ann. Rev. Fluid Mech. Vol. 15, 1983, p. 1-28.
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Traitement des signaux.
ANNEXES
Livres et revues
VAN DYKE (M.) - An Album of Fluid Motions. - Parabolic Press - Standford 1982.
NAKAYAMA (Y.) - Visualized flow. - Japan Society of Mechanical Engineers Pergamon Press 1988.
NAKAYAMA (Y.) - Fantasy of Flow - — Visualization Society of Japan IOS Press 1993.
NAKAYAMA (Y.) - TANIDA (Y.) - Atlas of Visualization. - Visualization Society of Japan CRC Press, Volume 1 1992, Volume 2 1996, Volume 3 1997.
ASANUMA (T.) - Flow Visualization I (Proceedings of the First International Symposium on Flow Visualization) - Tokyo 1977 Hemisphere Publishing Corporation.
MERZKIRCH (W.) - Flow Visualization II. - Bochum 1980 Hemisphere Publishing Corporation.
YANG (W.J.) - Flow Visualization III. - Ann Arbor 1983 Hemisphere Publishing Corporation.
VERET (C.) - Flow Visualization IV. - Paris 1988 Hemisphere Publishing Corporation.
REZNICEK (R.) - Flow Visualization V. - Prague 1989 Hemisphere Publishing Corporation.
TANIDA (Y.) - MIYASHIRO (H.) - Flow Visualization VI - . Yokohama 1992 Springer Verlag.
COGNET (G.) - MALLET (J.) - Visualisation et Traitement d’Images. - Actes du 1er Colloque National Nancy 1985 INPL.
PRENEL (J.-P.) - PORCAR (R.) - Visualisation et Traitement d’Images. - Actes du 3e Colloque National Belfort 1988 Université de Franche-Comté.
STANISLAS (M.) - MONNIER (J.-C.) - Visualisation et Traitement d’Images en Mécanique des Fluides. - Actes du 4e Colloque National Lille 1990 Institut de Mécanique des Fluides de Lille.
COUTANCEAU (M.) - COUTANCEAU (J.) - Visualisation et Traitement d’Images en Mécanique des Fluides. - Actes du 5e Colloque National Poitiers 1992 Université de Poitiers.
SMIGIELSKI (P.) - Visu 97. - Actes du 7e Colloque National Saint-Louis 1997 Teknéa Toulouse.
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