Implémentation d'un nouveau modèle de caméra à correction discrète pour résoudre les problèmes de variations d'indice de réfraction dans les mesures de tomo-PIV

International audienceLe calcul des modèles de caméra est une opération cruciale pour le succès de mesures de tomo-PIV. Dans des configurations extrêmes, lorsque des interfaces optiques entrent en jeu ou que des variations d’indice de réfraction apparaissent dans la zone de mesure, les modèles de caméra analytiques ne peuvent pas toujours assurer les opérations de projection avec une précision satisfaisante. Cette incapacité à représenter la projection réelle peut conduire à des erreurs importantes sur les champs de vitesse calculés. Afin de surmonter ces difficultés, un nouveau modèle de caméra basé sur l’association d’un modèle sténopé et d’une correction locale discrète est présenté dans cet article. Avec ce modèle, la projection et la rétroprojection sténopé sont ajustées avec une correction discrète stockée dans deux grilles adaptatives dédiées. Ces grille de correction, dont la structure est optimisée en terme de performance de calcul et d’espace de stockage, sont calibrées à l’aide d’une procédure basée sur la triangulation de particules image. La calibration et le fonctionnement de ce modèle font l’objet de cet article. Les performances du modèles sont évaluées par l’étude d’un cas simulé et numérique, basés sur la calibration d’une expérience de tomo-PIV à profondeur de champ élevée dans un aquarium à parois de verre. La profondeur de champ élevée associée aux interfaces optiques et aux changements de milieux rend la calibration difficile. Dans cette configuration, la correction discrète proposée a pu réduire avec succès l’erreur de triangulation de 1 pixel à une valeur inférieure à 0.01 pixel. Ce modèle permet également la prise en compte de discontinuités dans les fonctions de projection et peut être utilisé lorsqu’il y a des interfaces optiques présentes dans le volume de mesure. Il ouvre, de ce fait, de nouvelles perspectives pour l’étude des interactions fluide-structure avec l’utilisation de solides transparents