Dans le cadre d’une collaboration avec K. Venayagamoorthy et T. Gates de l’université de Colorado State University nous nous sommes intéressés à l’effet de la présence d’un capteur de type ADV (Acoustic Doppler Velocimeter) dans l’écoulement qu’il mesure.
La collaboration débutée lors d’un séjour d’un an (08/2017-07/2018) de M. Rastello à l’Environment Fluid Laboratory de CSU s’est poursuivie par une visite de K. Venayagamoorthy à l’été 2021 sur un statut de professeur invité de l’UGA et une collaboration toujours en cours, M. Rastello bénéficiant d’un statut de faculty affiliate à CSU initialement de 2022 à 2025 qui est amené à être prolongé. L’étude était constituée de 2 grands axes principaux : Le premier a permis de caractériser la différence de mesure des grandeurs caractéristiques classiques d’un écoulement hydraulique (vitesses moyennes et turbulentes et tenseurs turbulents) lorsqu’elle est effectuée par un système ponctuel non intrusif tel qu’une mesure par LDV (Laser Doppler Velocimetry) et par un système intrusif avec un volume de mesure plus étendu de type ADV. La mesure par ADV est apparue comme donnant lieu de manière systématique à des valeurs inférieures à la mesure par LDV pour toutes les grandeurs sauf pour le tenseur de Reynolds qui lui est inchangé. Les différences obtenues ont été quantifiées et leur provenance analysée.Le deuxième a investigué la perturbation de l’écoulement en particulier au point de mesure due à la présence intrusive du capteur ADV au sein de l’écoulement. La dépendance en le nombre de Froude et les biais impliqués ont été étudiés. Il a entre autres été mis en évidence que malgré la distance verticale de plusieurs centimètres séparant le capteur et le point de mesure, l’écoulement au point de mesure est impacté par la présence du capteur et ce principalement pour les écoulements sous-critiques. Les composantes verticales de la vitesse sont évidemment beaucoup plus impactées, l’impact sur la vitesse horizontale n’étant ceci étant pas négligeable d’autant plus dans une configuration de canal étroit.
Figure : Modifications typiques de l’écoulement de par la présence du capteur ADV
Références
M. Rastello, M.R. Klema, A.B. Carpenter, A. Garanaik, S.K. Venayagamoorthy, T. Gates, J.L. Marié. Velocity measurements in developing narrow open-channel flows with high free-stream turbulence : Acoustic Doppler Velocimetry (ADV) vs Laser Doppler Anemometry (LDA). Flow Measurement and Instrumentation, 2022, 87, ⟨10.1016/j.flowmeasinst.2022.102206⟩. ⟨hal-03726773⟩