Schlieren Systems: Exemples

Cette séance de cours présente divers exemples de systèmes de schlieren et de phénomènes enregistrés à l'aide de ces méthodes, présentant la visualisation de grands systèmes de schlieren, de projectiles supersoniques, de variations de température et de l'efficacité des masques. L'instructeur présente des systèmes de schlieren classiques avec des miroirs, visualisant des flux de densités différentes et générant des ondes de choc avec un fouet et un trombone. La séance de cours couvre également un système de micro schlieren pour des expériences à plus petite échelle et introduit une technique développée en 2001 par le Centre aérospatial allemand pour l'imagerie d'avions entiers.

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Concepts associés (23)

ME-343: Compressible-fluid dynamics

Fluides compressibles, vitesse sonique, ondes de choc, détente.

Supersonique

Supersonique signifie « supérieur à la vitesse du son ». thumb|Le F-14 en vol supersonique n'est pas entendu avant son passage devant les spectateurs, puis la quasi-totalité du son est entendue en un instant. Un véhicule supersonique est un véhicule capable de se déplacer à une vitesse supérieure à la vitesse du son qui est de l'ordre de 343 mètres par seconde (environ kilomètres par heure ou Mach 1) dans de l'air à 15 °C au niveau de la mer.

Onde de choc

vignette|upright=1.2|Strioscopie en vol de deux Northrop T-38 Talon avec interaction des écoulements au passage du mur du son. Une onde de choc est une discontinuité de pression dans la propagation d'un fluide homogène. Le processus est irréversible. Il peut être créé par une explosion ou par le déplacement d'un objet à vitesse supersonique. Cette appellation s'applique d'abord historiquement aux gaz qui sont décrits par l'équation de Boltzmann. Elle s'étend à tous les milieux pouvant être décrits de la même façon : liquides, solides, milieux dispersés (trafic routier.

Bang supersonique

Le bang supersonique désigne l'onde sonore créée par un mobile à vitesse supersonique et sa propagation dans l'air. Le domaine qui nous intéresse est régi par les équations d'Euler qui négligent les propriétés de transport, en particulier la viscosité. Elles sont décrites par un nombre sans dimension, le nombre de Mach noté M, rapport de la vitesse dans le milieu à la vitesse du son dans ce même milieu, environ 340 m/s pour l'air au repos. L'utilisation de cette quantité montre l'invariance d'échelle : deux écoulements sur des corps homothétiques sont homothétiques.

Miroir sphérique

Un miroir sphérique est un miroir dont la forme est une calotte sphérique, c'est-à-dire une sphère tronquée par un plan. L'ouverture du miroir est donc un disque, et son axe optique est la droite normale à l'ouverture et passant par son centre. Il existe des miroirs sphériques convexes et concaves. Le miroir sphérique est astigmatique, c'est-à-dire que des rayons issus d'un même point source ne convergent pas. Il n'est stigmatique que pour son centre qui est sa propre image.

Reflet

Un reflet est, en physique, l' virtuelle formée par la réflexion spéculaire d'un objet sur une surface. La nature spéculaire de la réflexion est liée aux caractéristiques du corps réfléchissant. Les formes les plus connues s'obtiennent par réflexion sur une surface métallique (miroir), le verre ou l'eau. L'image virtuelle est inversée et se trouve de manière symétrique à l'objet par rapport au plan de réflexion (lois de Descartes). Un reflet est aussi une nuance de lumière ou de couleur apparaissant sur un fond ou un motif.