Analyse expérimentale et modélisation du transfert de matière et du ...

Chapitre 3 : Expérimentation et résultatsDeux autres techniques d’analyse supplémentaires appliquées au signal issu du filmchaud sont également utilisées pour analyser la structure du champ des vitesses duliquide : une moyenne de phase des vitesses autour des bulles permet d’analyser laperturbation de vitesse liée au passage de bulles ; et la définition de statistiquesconditionnelles dans la phase liquide en éliminant le signal proche des bulles, permetd’examiner l’agitation dans le domaine interstitiel où apparaissent des spécificitésdifférentes de l’agitation qui résulte d’interactions hydrodynamiques entre les sillages desbulles et la turbulence pré-existante.Analyse de la perturbation de vitesse au voisinage d’une bulle par moyenne de phase :La moyenne de phase est un outil de traitement de signal qui permet d’extraire uneinformation noyée dans du bruit. Cette technique a été inspirée des travaux de traitementde signal portant sur la turbulence monophasique suite à la mise en évidence de structurescohérentes au sein d’écoulements turbulents (Winant et al., 1974 ; Browand et al., 1976).Larue de Tournemine (2001) a appliqué cet outil de remise en phase pour extraire lapartie cohérente d’un signal complexe présent dans les écoulements diphasiques. Cettetechnique est exposée en détail dans la thèse de Larue de Tournemine (2001) et dansl’article de Roig & Larue de Tournemine (2007).La technique de remise en phase nous permet d’obtenir une moyenne de phase du champde vitesse engendrée autour de chaque bulle. Il est nécessaire pour appliquer cettetechnique de bien repérer les temps d’arrivée et de départ des bulles. Ainsi, une moyennede phase à l’amont et à l’aval de la bulle est calculée. La référence de phase pour l’amontde la bulle est le point A (figure 3.6) et la prise de moyenne se fait à rebours. Pour l’avalde la bulle, c’est le point D qui représente la référence de phase. La prise de moyenne sefait, soit sur un intervalle de temps constant de longueur T à partir du point D, soit sur unintervalle compris entre le point D et le point A de la bulle suivante, comme illustré sur lafigure 3.6.Figure 3. 6 : Moyenne de phase dans le sillage des bulles. Pointillés noir : signal sur une durée fixe T.Pointillés gris : signal entre deux interfaces successives (Larue de Tournemine, 2001).65