Vélocimétrie laser

Résumé

vignette|Un laser-Doppler La vélocimétrie laser (ou anémométrie laser Doppler (LDA)) est une technique optique fondée sur la mesure du décalage en fréquence de faisceaux laser éclairant des particules très fines entraînées par un fluide (tel que l'air ou l'eau). Ainsi, en mesurant la vitesse des particules dans le fluide, on peut connaître la vitesse du fluide. La vélocimétrie laser est parfois préférée aux autres techniques de mesures de vitesses d'écoulement tel que le tube de Pitot, car le capteur se trouve à l'extérieur du flux mesuré et ne perturbe donc pas la mesure. Vélocimétrie Doppler globale Méthode Ce vélocimètre se base comme son nom l'indique sur le principe de l'effet Doppler. Il faut illuminer le fluide ensemencé de fines particules par un plan d'une onde électromagnétique dont la fréquence est parfaitement connue (attention ne pas confondre avec une onde magnétique plane). Les particules vont alors diffuser cette onde avec une fréquence différe

Source officielle

https://fr.wikipedia.org/wiki/V%C3%A9locim%C3%A9trie_laser

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Comprendre les principes physiques utilisés dans les capteurs. Vue générale des différents principes de transduction et de l'électronique associée. Montrer des exemples d'application.

La réponse statique et dynamique des systèmes couplés fluide-structure résultant de l'excitation indépendante, l'excitation induite par le mouvement, et l'excitation induite par les instabilités des fluides.

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Laser based flow survey methods such as Laser Doppler Velocimetry (LDV) or Particle Image Velocimetry (PIV) have long been used for studying the flow in hydraulic machines. Even if the results have crucially improved our understanding of potentially destabilizing flow patterns in the draft tube at off-design conditions and the prediction of the stable operating range, these techniques are not systematically used for reduced scale model measurements in the frame of customer acceptance tests or development projects. In a not too distant past, the price, size and complexity of the necessary equipment and procedures exceeded the acceptable range for these projects. Recent developments however made them more accessible. Furthermore, the collaboration with experienced research institutes provides the necessary know-how as well as an added academic value by providing researchers with realistic test cases. This work reports a case study for which a compact LDV probe was used to measure the velocity field in the draft tube cone of a reduced scale physical model of a Francis turbine. The axial and tangential velocity profiles were established by performing measurements at several radial positions between the turbine centreline and the cone wall. The overall objective was the validation of numerical flow simulations across the entire operating range of the turbine, from partial to full load.

2018

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Interaction of a pulsating vortex rope with the local velocity field in a Francis turbine draft tube

François Avellan, Alberto Bullani, Matthieu Dreyer, Arthur Tristan Favrel, Christian Landry, Andres Müller, Steven Roth

Acoustic resonances in Francis turbines often define undesirable limitations to their operating ranges at high load. The knowledge of the mechanisms governing the onset and the sustenance of these instabilities in the swirling flow leaving the runner is essential for the development of a reliable hydroacoustic model for the prediction of system stability. The present work seeks to study experimentally the unstable draft tube flow by conducting a series of measurements on a reduced Francis Turbine model. The key physical parameters and their interaction with the hydraulic and mechanical system are studied and quantified. In particular, the evolution of the axial and tangential velocity components in the draft tube cone is analysed by means of Laser Doppler Anemometry. Combined with the calculation of the instantaneous vortex rope volume based on flow visualization and the measurement of the pressure fluctuations, the nature of the auto-oscillation in the draft tube flow is investigated.

IOP science2013

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Assessment of the optic nerve and retinal oxygenation using the techniques of phosphorescence quenching by oxygen and laser doppler flowmetry

Stéphane Chamot

EPFL2002

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