PIV investigations of forced flow He II
Steven van SCIVER
Mardi 15/01/2008, 10h00
Bât. C5 P.421A, CEA-Grenoble
La viscosité cinématique de l’hélium liquide étant la plus faible de tous les fluides existant, les écoulements d’hélium liquide permettent l’obtention de Re extrêmement élevés. De plus, dans sa phase HeII, les propriétés de l’hélium changent. On peut alors considérer le fluide comme un mélange de 2 composants, l’un classique à viscosité extrêmement faible (atomes à l’état normal), et l’autre à viscosité nulle (atomes superfluides). A 1.8 K, la proportion de ses deux composants est égale, et à 1.5 K plus de 90 % de l’HeII est composé d’atomes superfluides. La turbulence dans la partie superfluide est quantifiée et lié à des lignes vortex, la dissipation se faisant par reconnexion de ses lignes vortex, alors que pour la partie normale, cette turbulence se dissipe sous l’effet de la viscosité. Il est donc intéressant de voir l’influence de ce comportement sur un écoulement turbulent. L’étude du champ de vitesse 2D peut se faire à l’aide d’une PIV (« vélocimétrie par image de particules ») si l’on sait préalablement ensemencer correctement l’écoulement avec des particules. Outre les problèmes spécifiques liés aux très basses températures, l’utilisation de l’hélium liquide implique que tous les autres composés existants soient solides. Pour trouver un solide dont la densité soit la plus proche possible de l’hélium liquide, Steve utilise un mélange d’hydrogène et de deutérium qu’il réalise à l’aide d’un spray calibré pour obtenir des particules quasi-sphérique de taille compatible avec les mesures du champ de vitesse. La méthode et les résultats obtenus sont présentés au cours de ce séminaire. Steven VAN SCIVER Professeur à la réputation mondiale auteur du livre « helium cryogenics 1986» et de centaines de publications ; ex directeur du laboratoire NHMFL ayant obtenu les plus hauts champs magnétiques (http://www.eng.fsu.edu/departments/mechanical/faculty/vnsciverres.html ) membre du CSA (http://www.fsu.com/pages/2007/08/09/CryogenicsFellow.html) et de nombreux autres comités.

 

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