Propagation de l'incertitude PIV

Cet article traite de la propagation de l'incertitude instantanée des mesures PIV vers des quantités statistiques et instantanées d'intérêt dérivées du champ de vitesse. L'expression de l'incertitude de la vorticité, de la divergence de vitesse, de la valeur moyenne et des contraintes de Reynolds est dérivée. Il est montré que l'incertitude de la vorticité et de la divergence de vitesse nécessite la connaissance de la corrélation spatiale entre l'erreur de déplacement des images de particules en x et y, qui dépend de la résolution spatiale de mesure. L'incertitude des quantités statistiques est souvent dominée par l'incertitude aléatoire due à la taille d'échantillon finie et diminue avec la racine carrée du nombre effectif d'échantillons indépendants. Des simulations de Monte Carlo sont réalisées pour évaluer l'exactitude des formules de propagation d'incertitude. De plus, trois évaluations expérimentales sont effectuées. Dans la première expérience, une table tournante est utilisée pour simuler un champ d'écoulement de rotation rigide. L'incertitude estimée de la vorticité est comparée à l'erreur réelle de vorticité sous forme de racine carrée moyenne, avec des différences entre les deux quantités comprises entre 5 et 10 % pour différentes tailles de fenêtres d'interrogation et facteurs de chevauchement. Un écoulement turbulent est étudié lors de la deuxième évaluation expérimentale. La vitesse de référence, qui est utilisée pour calculer la valeur de référence des propriétés d'écoulement instantanées d'intérêt, est obtenue avec un système PIV auxiliaire, qui présente une plage dynamique supérieure à celle du système de mesure. Enfin, la quantification de l'incertitude des quantités statistiques est évaluée via des mesures PIV dans un flux en cavité. La comparaison entre l'incertitude estimée et l'erreur réelle démontre l'exactitude de la méthodologie de propagation d'incertitude proposée.