Analyse du mélange dans des aerosols par imagerie Background Oriented Schlieren – BOS-MANIA

De nombreuses applications essentielles en ingénierie, sur lesquelles nos sociétés s’appuient quotidiennement, reposent sur une compréhension précise de la dynamique des sprays. L'amélioration de l'analyse expérimentale de la distribution de la phase dispersée et la vaporisation d'un spray peut apporter des progrès dans divers domaines, comme l'agriculture, la météorologie, la médecine et l'énergie.
Deux paramètres clés définissent macroscopiquement le mélange d'un spray avec l'air: la fraction volumique du liquide injecté et la fraction massique de sa phase vapeur. La Fluorescence Induite par Laser (LIF) est la seule technique aujourd'hui capable de mesurer simultanément la répartition spatiale de ces deux quantités dans un écoulement diphasique. Bien que la LIF soit un outil puissant pour fournir des informations sur le mélange, sa mise en œuvre pratique reste complexe et coûteuse, posant plusieurs importants défis techniques.
Ce projet vise à développer une technique de diagnostic optique alternative à la LIF pour mesurer le mélange macroscopique dans les écoulements dilués . L'objectif est de concevoir une méthode à la fois économique et facilement adaptable à divers montages expérimentaux. Pour ce faire, le projet propose d'utiliser le Background Oriented Schlieren (BOS), une méthode de diagnostic optique abordable qui mesure la déviation des rayons lumineux traversant un flux en détectant le déplacement apparent d'un motif illuminé.
Notre proposition vise à améliorer le montage optique existant et la chaîne de post-traitement du système BOS pour exploiter à la fois la déviation et l'extinction de la lumière, permettant ainsi la quantification simultanée de la distribution 3D de la fraction massique de la phase vapeur et de la fraction volumique liquide. La technique sera validée par une étude expérimentale et numérique conjointe d'un spray entièrement caractérisé, injecté par un atomiseur simplex, puis appliquée à l'étude d'ondes de mélanges hélicoïdales.