Caractérisation à haute fréquence des fluctuations de température dans les jets compressibles légèrement chauffés à haute-Reynolds
Dans de nombreuses applications industrielles des jets à grande vitesse, par exemple les moteurs d'avion, les effets thermiques influencent le développement de l'écoulement et ses caractéristiques ultérieures, comme sa signature acoustique. Les mesures des fluctuations de température turbulente dans les jets à grande vitesse couplées à une caractérisation acoustique sont rares. C'est d'abord dû à la complexité incohérente des mesures du champ de température de l'écoulement. Les sondes de température totale en écoulement sont limitées par les effets de compressibilité et le décalage thermique. La plupart des méthodes optiques disponibles à l'échelle du laboratoire sont des techniques liées aux particules et axées sur la détermination des composantes du champ de vitesse (PIV, LDV), tandis que d'autres méthodes optiques avancées (par exemple, le marquage moléculaire) seraient appliquées dans un environnement anéchoïque avec de grandes difficultés pratiques. L'objectif de ce travail de thèse est de caractériser l'effet de la température du jet à grande vitesse sur le développement du jet et sur les propriétés de la source acoustique (localisation, intensité). Pour atteindre cet objectif, des expériences seront réalisées dans une chambre anéchoïque couplée à une soufflerie à grande vitesse. Les jets subsoniques et sous-expansés seront considérés. En s'appuyant sur les développements récents du laboratoire concernant d'une part le développement d'une méthode optique pour les fluctuations de densité basée sur la diffusion Rayleigh, et d'autre part la thermométrie à sondes compactes avec le thermomètre à tension constante développé en interne, la première étape consistera en des mesures dans des jets à vitesse modérée où les effets de compressibilité sont suffisamment faibles pour permettre une comparaison entre les résultats obtenus avec ces deux méthodes. Dans un deuxième temps, le développement de la spectrographie en ligne de la lumière diffusée à haute fréquence permettra de déterminer les propriétés spectrales de la température locale dans l'écoulement. Cette étape est nécessaire pour une meilleure identification des sources de bruit de choc par exemple,4 car elle donne accès aux corrélations entre la température, la vitesse et la densité dans l'écoulement.