J. Physique Lett. 38, 1-3 (1977)
DOI: 10.1051/jphyslet:019770038010100

Principe de nouvelles mesures sur les écoulements par échauffements optiques localisés

P.G. de Gennes

Collège de France 75231, Paris Cedex 05, France

Abstract
An inhomogeneous distribution of temperature (and of refractive index) is created at t = 0 in a fluid by an optical flash. Flow in the fluid displaces and distorts the distribution. We propose to study the pattern by diffraction of a second light source. The diffraction figure is unsensitive to an overall translation : thus one measures directly the gradients of the velocity field (in laminar flow) or, in a turbulent regime, the Richardson functions describing the progressive separation of two particles. These measurements are thus very different and more powerful than the standard experiments based on the inelastic scattering of light by suspended particles.

Résumé
Une distribution inhomogène de température (et donc d'indice) est créée au temps 0 dans un fluide par un flash optique. L'écoulement déplace et déforme cette distribution : on étudie la répartition au temps t par diffraction d'une deuxième source lumineuse. Le diagramme de diffraction est insensible à une translation d'ensemble. Donc, on mesure directement des gradients de vitesse (en régime laminaire) ou, en régime turbulent, les fonctions de Richardson décrivant la séparation progressive de deux particules initialement voisines. Ces fonctions doivent apporter une information beaucoup plus fine que les expériences de diffusion inélastique de la lumière par des particules en suspension.

PACS
4715 - Laminar flows.
4725 - Turbulent flows, convection, and heat transfer.
4780 - Instrumentation for fluid dynamics.

Key words
flow measurement -- laminar flow -- light diffraction -- turbulence -- inhomogeneous distribution of temperature -- refractive index -- fluid -- optical flash -- second light source -- diffraction figure -- laminar flow -- Richardson functions -- fluid flow -- turbulent flow -- velocity field gradient -- localised optical heating