Recherche Avancée

Thèse soutenue

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Auteur / Autrice : Takuya Kuwahara
Direction : Florian de Vuyst
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mathématiques appliquées
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mathématiques et informatique pour la complexité et les systèmes (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2006-....)

Résumé

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Les écoulements de fluides diphasiques gaz-liquide interviennent dans de nombreux domaines d'applications. En particulier, l'obtention des paramètres clés de ces écoulements pour l'analyse et la conception de systèmes de conversion d'énergie reste aujourd'hui un sujet actif de recherche. Le but de la présente thèse est de proposer de nouvelles techniques peu couteuses de mesure des paramètres clés tel que taux de vide, vitesse de bulle et régime d'écoulement. Les techniques utilisent un fluide magnétique. Pour un écoulement air-eau les mesures peuvent être obtenues en ajoutant une petite quantité de fluide magnétique dans l'eau. On propose un cadre théorique permettant la dérivation du taux de vide à partir des mesures de réponse en voltage. L'estimation de la vitesse de bulle est obtenue en appliquant une transformée en ondelette complexe au signal de réponse en voltage. L'identification du régime d'écoulement est réalisée par une technique d'analyse de données de type réseau de neurones artificiel utilisant des fonctions à base radiale. Les considérations théoriques de mesures présentées sont validées par comparaison avec des techniques usuelles (intrusives ou couteuses) de mesures des caractéristiques diphasiques. Le procédé innovant de mesure non intrusive présenté dans cette thèse est démontré produire de faibles erreurs relatives sur les caractéristiques recherchées. De plus, les techniques de traitement du signal et d'analyse de données utilisées permettent d'atteindre l'extraction des caractéristiques quasiment en temps réel. Enfin, les paramètres clés peuvent être mesurés simultanément à partir du même signal, ce qui rend très simple l'instrumentation de mesure.