Un groupe de recherche a développé, et maintenant testé avec succès, une nouvelle méthode pour mesurer les vitesses d'écoulement des fluides. La vélocimétrie par image de particules à traitement parcimonieux (SPPIV) optimise les méthodes de mesure conventionnelles et a réussi à calculer le débit de fluide à grande vitesse en temps réel.

Les détails des découvertes du groupe ont été publiés dans la revue Experiments in Fluids le 29 août 2022.

La mesure du champ de vitesse d'un écoulement de fluide, tel que l'air ou l'eau, permet une meilleure rétroaction et un meilleur contrôle. Cela devient important dans la volonté d'améliorer les performances et l'efficacité énergétique des avions.

La vélocimétrie par images de particules (PIV) est traditionnellement utilisée pour mesurer la vitesse des fluides.

PIV utilise une analyse de corrélation d'image pour déterminer le mouvement d'un fluide. Bien que cela fournisse des données bidimensionnelles et rende l'installation de capteurs inutile, le traitement de grandes quantités de données prend du temps, en particulier avec des images de flux d'air à grande vitesse. Pour cette raison, les mesures en temps réel sont impossibles avec PIV.

Le professeur associé Taku Nonomura de la Graduate School of Engineering de l'Université de Tohoku et le chercheur Kumi Nakai de l'Institut national de recherche sur la conservation de l'énergie de l'Institut national des sciences et technologies industrielles avancées ont dirigé un groupe pour surmonter les lacunes du PIV.

SPPIV exploite une technologie d'optimisation de mode et de position de capteur à faible dimension. Le mode de faible dimension réduit le phénomène complexe à des caractéristiques plus larges, éliminant les informations non essentielles qui compliquent le calcul des données. La technologie d'optimisation de la position du capteur sélectionne avec soin les points d'observation optimaux, au lieu d'inonder les systèmes comme le fait PIV.

En fabriquant une expérience en soufflerie avec une caméra haute vitesse en temps réel, le groupe a démontré que la mesure en temps réel est possible à l'aide de SPPIV. Ils ont également assisté à la première mesure en temps réel au monde du débit d'un fluide à 2 000 hertz.

"Cette technologie est polyvalente et devrait permettre la mesure et le contrôle en temps réel du débit de fluide dans divers domaines", a déclaré Nonomura. "Grâce à la combinaison d'un modèle à faible dimension et d'optimisation, même pour les méthodes de mesure impliquant une analyse fastidieuse, la quantité de données analysées est considérablement réduite." + Explorer plus loin

Optimiser le mélange de fluides avec le machine learning