FR2945349A1 - Method for determining spatial distribution of e.g. temperature gradient, in exhaust gas of combustion chamber, involves determining spatial distribution of thermodynamic parameter in semi-transparent medium - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé et système de détermination de la distribution spatiale d'un paramètre thermodynamique d'un milieu semi-transparent Method and system for determining the spatial distribution of a thermodynamic parameter of a semi-transparent medium
L'invention se rapporte à l'analyse des propriétés d'un gaz d'échappement d'une chambre de combustion. De telles analyses sont réalisées notamment pour améliorer la combustion des moteurs et pour diminuer les rejets de composants non présents dans l'atmosphère en vue d'améliorer la furtivité des engins aéroterrestres. The invention relates to the analysis of the properties of an exhaust gas of a combustion chamber. Such analyzes are carried out in particular to improve the combustion of engines and to reduce the release of non-atmospheric components in order to improve the stealth of air-land vehicles.
En particulier, la présente invention concerne un procédé et un système de détermination de la distribution spatiale d'un paramètre thermodynamique dans un milieu semi-transparent et en particulier d'un gaz d'échappement d'une chambre de combustion. In particular, the present invention relates to a method and a system for determining the spatial distribution of a thermodynamic parameter in a semi-transparent medium and in particular an exhaust gas of a combustion chamber.
Lors du développement des propulseurs aérobies, statoréacteurs ou moteurs fusées à détonation, il est utile de connaître des cartographies instantanées de la concentration et de la température des composants des gaz de combustion. L'évolution de ces cartographies permet de connaître l'avancement de la combustion, le rendement de celle-ci, et de comprendre le fonctionnement du moteur facilitant ainsi son réglage. When developing aerobic thrusters, ramjets or detonation rocket engines, it is useful to know instantaneous maps of the concentration and temperature of flue gas components. The evolution of these maps makes it possible to know the progress of the combustion, the efficiency of the latter, and to understand the operation of the engine thus facilitating its adjustment.
Pour dresser de telles cartographies, il est connu d'utiliser des sondes à aspiration qui permettent de déterminer la concentration et la température locales des composants. To draw up such mappings, it is known to use suction probes which make it possible to determine the local concentration and temperature of the components.
Toutefois, ces sondes perturbent les écoulements subsoniques ou supersoniques. Elles ne résistent pas à des températures supérieures à 2 000°C et leur temps de réponse lent n'est pas adapté à des mesures pulsées. However, these probes disrupt subsonic or supersonic flows. They do not withstand temperatures above 2,000 ° C and their slow response time is not suitable for pulsed measurements.
Pour établir ces cartographies, il est également connu de déterminer la concentration d'un gaz par une méthode dite méthode de diffusion de Rayleigh. To establish these maps, it is also known to determine the concentration of a gas by a so-called Rayleigh scattering method.
Toutefois, cette méthode nécessite de connaître la pression locale du composant dans le gaz et cette information est difficilement accessible. However, this method requires knowing the local pressure of the component in the gas and this information is difficult to access.
L'invention a notamment pour but de proposer un procédé et un système de détermination de la distribution spatiale d'un paramètre thermodynamique d'un milieu semi-transparent. La connaissance de cette distribution permet notamment une meilleure analyse des performances d'un moteur et une mise au moins plus rapide de celui-ci. The object of the invention is in particular to propose a method and a system for determining the spatial distribution of a thermodynamic parameter of a semi-transparent medium. The knowledge of this distribution allows in particular a better analysis of the performance of an engine and a setting at least faster thereof.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de détermination de la distribution spatiale d'au moins un paramètre thermodynamique dans un milieu semi-transparent, le procédé comportant les étapes suivantes : - émission d'un premier rayonnement au travers du milieu semi-transparent, par un émetteur ; - réception du premier rayonnement rétrodiffusé par le milieu semitransparent ; - mesure de la rétrodiffusion du rayonnement réceptionné en fonction du temps et de la longueur d'onde du rayonnement réceptionné ; caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes : - réception d'un second rayonnement émis par le milieu semi-transparent ; - mesure de la luminance du second rayonnement réceptionné en fonction de sa longueur d'onde ; - détermination de la distribution spatiale d'au moins un paramètre thermodynamique du milieu semi-transparent à partir de ladite luminance mesurée, de ladite rétrodiffusion mesurée, de l'équation théorique de transfert radiatif et de l'équation théorique de rétrodiffusion. For this purpose, the subject of the invention is a method for determining the spatial distribution of at least one thermodynamic parameter in a semi-transparent medium, the method comprising the following steps: emission of a first radiation through the medium semi-transparent, by an emitter; receiving the first radiation backscattered by the semitransparent medium; measuring the backscattering of the radiation received as a function of the time and the wavelength of the radiation received; characterized in that it further comprises the following steps: - receiving a second radiation emitted by the semi-transparent medium; measuring the luminance of the second radiation received as a function of its wavelength; determining the spatial distribution of at least one thermodynamic parameter of the semi-transparent medium from said measured luminance, said measured backscattering, the theoretical radiative transfer equation and the theoretical backscattering equation.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le procédé comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le paramètre thermodynamique est la température du milieu semi-transparent ; - le paramètre thermodynamique est la concentration d'un composant du milieu semi-transparent ; - le premier rayonnement émis appartient au domaine spectral compris entre 100 micromètres et 200 nanomètres ; 3 According to particular embodiments, the method comprises one or more of the following characteristics: the thermodynamic parameter is the temperature of the semi-transparent medium; the thermodynamic parameter is the concentration of a component of the semi-transparent medium; the first emitted radiation belongs to the spectral range between 100 micrometers and 200 nanometers; 3
- le premier rayonnement émis appartient au domaine spectral compris entre 0.4 micromètre et 5 micromètres ; - le premier rayonnement émis est pulsé à une fréquence comprise entre 1 Hertz et 500 Mégahertz ; - le premier rayonnement appartient à une gamme de fréquence différente de la gamme de fréquence du second rayonnement ; - l'étape de détermination est réalisée à partir d'une méthode d'inversion de l'équation théorique de transfert radiatif et de l'équation théorique de rétro diffusion ; - le milieu semi-transparent est un gaz d'échappement d'une chambre de combustion. the first emitted radiation belongs to the spectral range between 0.4 micrometer and 5 micrometers; the first emitted radiation is pulsed at a frequency of between 1 Hertz and 500 Megahertz; the first radiation belongs to a frequency range different from the frequency range of the second radiation; the determination step is carried out on the basis of an inversion method of the theoretical radiative transfer equation and the theoretical retro-diffusion equation; the semi-transparent medium is an exhaust gas from a combustion chamber.
L'invention a également pour objet un système de détermination de la distribution spatiale d'au moins un paramètre thermodynamique du milieu semi-transparent d'une chambre de combustion, le système comportant : - un émetteur propre à émettre un premier rayonnement au travers du milieu semitransparent ; - un récepteur apte à réceptionner le premier rayonnement rétro-réfléchi par le milieu semi-transparent, ledit récepteur étant propre à mesurer la rétrodiffusion du premier rayonnement réceptionné en fonction de sa longueur d'onde et du temps ; caractérisé en ce que le récepteur est propre à réceptionner un second rayonnement émis par le milieu semi-transparent, ledit récepteur étant apte à mesurer la luminance du second rayonnement réceptionné en fonction de sa longueur d'onde ; et en ce que le système comporte en outre une unité de calcul apte à déterminer la distribution spatiale d'au moins un paramètre thermodynamique du milieu semi- transparent à partir de ladite luminance mesurée, de ladite rétrodiffusion mesurée, de l'équation théorique de transfert radiatif et de l'équation théorique de rétro diffusion. The invention also relates to a system for determining the spatial distribution of at least one thermodynamic parameter of the semi-transparent medium of a combustion chamber, the system comprising: a transmitter capable of emitting a first radiation through the semitransparent medium; a receiver capable of receiving the first retro-reflected radiation by the semi-transparent medium, said receiver being able to measure the backscattering of the first radiation received as a function of its wavelength and of the time; characterized in that the receiver is adapted to receive a second radiation emitted by the semi-transparent medium, said receiver being able to measure the luminance of the second radiation received as a function of its wavelength; and in that the system further comprises a calculation unit capable of determining the spatial distribution of at least one thermodynamic parameter of the semi-transparent medium from said measured luminance, of said measured backscatter, of the theoretical transfer equation radiative and the theoretical equation of retro diffusion.
Selon des modes particuliers de réalisation, le système de détermination comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'émetteur est un laser blanc ; - l'émetteur comprend des diodes laser discrètes ; - le récepteur comprend un monochromateur et une caméra ; - le récepteur comprend un oscilloscope. According to particular embodiments, the determination system comprises one or more of the following characteristics: the transmitter is a white laser; the transmitter comprises discrete laser diodes; the receiver comprises a monochromator and a camera; the receiver comprises an oscilloscope.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique du système de détermination selon l'invention dans une chambre de combustion ouverte sur l'extérieur ; - la figure 2 est un diagramme des étapes du procédé de détermination selon l'invention ; - la figure 3 est une courbe représentative de la rétrodiffusion mesurée par le récepteur du système de détermination selon l'invention ; - la figure 4 est une courbe représentative de la luminance mesurée par le récepteur du système de détermination selon l'invention ; et - la figure 5 est une vue schématique du système de détermination selon l'invention dans une chambre de combustion fermée . The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the drawings, in which: FIG. 1 is a schematic view of the determination system according to the invention; in a combustion chamber open to the outside; FIG. 2 is a diagram of the steps of the determination method according to the invention; FIG. 3 is a curve representative of the backscattering measured by the receiver of the determination system according to the invention; FIG. 4 is a curve representative of the luminance measured by the receiver of the determination system according to the invention; and FIG. 5 is a schematic view of the determination system according to the invention in a closed combustion chamber.
Le procédé et le système de détermination selon l'invention peuvent être mis en oeuvre dans un milieu semi-transparent tel que dans un gaz d'échappement ou dans du verre. La connaissance de paramètres thermodynamiques tels que des gradients de température et des concentrations des constituants du verre au cours de la mise en forme et du refroidissement de celui-ci est demandée industriellement. Seul l'exemple de mise en oeuvre du procédé et du système de détermination dans un gaz d'échappement d'une chambre de combustion a été décrit ci-dessous. The method and the determination system according to the invention can be implemented in a semi-transparent medium such as in an exhaust gas or in glass. The knowledge of thermodynamic parameters such as temperature gradients and concentrations of the constituents of the glass during shaping and cooling thereof is industrially demanded. Only the example of implementation of the method and the determination system in an exhaust gas of a combustion chamber has been described below.
Une telle chambre de combustion peut être ouverte sur l'extérieur telle que la chambre d'un propulseur, d'un turbo réacteur ou d'un statoréacteur. Une telle chambre de combustion peut également être fermée telle que la chambre d'un moteur cyclique, d'un moteur à détonation, d'une centrale électrique ou d'une chaudière. Such a combustion chamber may be open to the outside such as the chamber of a propellant, a turbo reactor or a ramjet. Such a combustion chamber may also be closed such as the chamber of a cyclic engine, a detonation engine, a power plant or a boiler.
La figure 1 représente le système de détermination 2 selon l'invention mis en oeuvre dans une chambre de combustion ouverte sur l'extérieur. FIG. 1 represents the determination system 2 according to the invention implemented in an open combustion chamber on the outside.
Ce système de détermination 2 comporte un émetteur 4 propre à émettre un premier rayonnement au travers d'un agrégat ou d'un écoulement de gaz d'échappement 6 d'une chambre de combustion (non représentée) par exemple d'un moteur, un miroir 8 et une lame semi-réfléchissante 10 propres à réfléchir le rayonnement rétrodiffusé par les composants du gaz d'échappement 6, et un récepteur 12 apte à recevoir le rayonnement réfléchi. This determination system 2 comprises a transmitter 4 capable of emitting a first radiation through an aggregate or an exhaust gas flow 6 of a combustion chamber (not shown), for example of a motor, a mirror 8 and a semi-reflecting plate 10 adapted to reflect the backscattered radiation by the components of the exhaust gas 6, and a receiver 12 adapted to receive the reflected radiation.
L'émetteur 4 est propre à émettre le premier rayonnement le long d'un axe X dans le proche infrarouge et la lumière visible. En particulier, le premier rayonnement appartient au domaine spectral compris entre 100 micromètres et 200 nanomètres, et de préférence compris entre 0,4 micromètre et 2,5 micromètres. The transmitter 4 is able to emit the first radiation along an X axis in the near infrared and the visible light. In particular, the first radiation belongs to the spectral range between 100 micrometers and 200 nanometers, and preferably between 0.4 micrometer and 2.5 micrometers.
L'émetteur 4 est apte à émettre des impulsions d'une durée comprise entre 10 femto-secondes et 5 pico-secondes, et, de préférence, égale à 5 pico-secondes, à une fréquence comprise entre 1 Hertz et 500 Mégahertz et, de préférence, à une fréquence égale à 80 Mégahertz. The transmitter 4 is capable of transmitting pulses of a duration of between 10 femto-seconds and 5 picoseconds, and preferably equal to 5 picoseconds, at a frequency of between 1 Hz and 500 MHz and, preferably at a frequency equal to 80 megahertz.
En pratique, l'émetteur 4 est constitué, par exemple, par un laser blanc ou par des diodes lasers pico. Le miroir 8 présente une face concave et un orifice 14 apte à autoriser le passage du premier rayonnement provenant de l'émetteur 4. In practice, the transmitter 4 is constituted, for example, by a white laser or by pico laser diodes. The mirror 8 has a concave face and an orifice 14 able to allow the passage of the first radiation coming from the emitter 4.
La lame semi-réfléchissante 10 réfléchit une partie du premier rayonnement 25 provenant du premier miroir 8 vers le détecteur 12. The semi-reflecting plate 10 reflects a portion of the first radiation 25 from the first mirror 8 to the detector 12.
Le détecteur 12 comprend un système dispersif tel qu'un monochromateur à réseau 16, une barrette de détecteurs tels que des photo-multiplicateurs (non représentée) et une caméra CCD 18. Le détecteur 12 est apte à mesurer la rétrodiffusion R2,,(t) du rayonnement rétro-réfléchi par les composants du gaz d'échappement en fonction de sa longueur 30 d'onde. Un exemple de courbe représentative de la rétrodiffusion R2,,(t) est représenté sur la figure 3. The detector 12 comprises a dispersive system such as a network monochromator 16, an array of detectors such as photomultipliers (not shown) and a CCD camera 18. The detector 12 is able to measure the backscattering R2 ,, (t ) back-reflected radiation from the exhaust gas components as a function of its wavelength. An example of a curve representative of the backscattering R2 ,, (t) is shown in FIG.
Le système de détermination 2 selon l'invention comporte en outre un spectromètre 24 à transformée de Fourrier apte à mesurer la luminance La, d'un second rayonnement émis par le gaz d'échappement 6 en dehors des périodes d'émission de l'émetteur 4. The determination system 2 according to the invention further comprises a Fourier transform spectrometer 24 capable of measuring the luminance La, of a second radiation emitted by the exhaust gas 6 outside the emission periods of the emitter 4.
A cet effet, le spectromètre 24 est synchronisé à l'émetteur 4. For this purpose, the spectrometer 24 is synchronized to the transmitter 4.
En variante, l'émetteur 4 est apte à émettre une unique impulsion. Dans ce cas, le premier rayonnement appartient à des gammes de longueur d'onde inférieures aux gammes de longueur d'onde du second rayonnement, c'est-à-dire à des gammes de longueur d'onde comprises entre 200 nanomètres et 1000 nanomètres. In a variant, the transmitter 4 is able to transmit a single pulse. In this case, the first radiation belongs to wavelength ranges that are smaller than the wavelength ranges of the second radiation, that is to say wavelength ranges of between 200 nanometers and 1000 nanometers. .
En variante, le spectromètre 24 à transformée de Fourrier est remplacé par un spectromètre à réseau. Alternatively, the Fourier transform spectrometer 24 is replaced by a grating spectrometer.
En variante, la caméra CCD 18 est remplacée par une caméra à balayage de fente (appelée en anglais STREAK ). Ces caméras permettent d'analyser des spectres avec des résolutions temporelles en pico-secondes. Elles sont ici utilisées pour déterminer la distribution quantitative d'un composant d'un gaz d'échappement d'un moteur à détonation ou d'un moteur cyclique. Alternatively, the CCD camera 18 is replaced by a slot scanning camera (called STREAK). These cameras make it possible to analyze spectra with temporal resolutions in pico-seconds. They are used here to determine the quantitative distribution of a component of an exhaust gas of a detonation engine or a cyclic engine.
En variante, la caméra CCD 18 est remplacée par un oscilloscope à 20 Gigahertz. Alternatively, the CCD camera 18 is replaced by a 20 Gigahertz oscilloscope.
Le système de détermination 2 selon l'invention comprend en outre une unité de calcul 20 connectée au détecteur 12, et une mémoire 22 contenue dans l'unité de calcul 20. The determination system 2 according to the invention further comprises a calculation unit 20 connected to the detector 12, and a memory 22 contained in the calculation unit 20.
La mémoire 22 stocke l'équation théorique de transfert radiatif [1] et l'équation théorique de rétrodiffusion [2] mentionnées ci-dessous. La = [T(x), Ci (x), P(x)]x Ci (x) X T(x),Ct(x),P(x)]xCi(x)dx L~iî (T(x))dx [1] Dans laquelle : e1 i [T (x), C~ (x), P(x)] = émissivité du gaz d'échappement i ; T (x) = température du gaz d'échappement ; The memory 22 stores the theoretical radiative transfer equation [1] and the theoretical backscattering equation [2] mentioned below. La = [T (x), Ci (x), P (x)] x Ci (x) XT (x), Ct (x), P (x)] xCi (x) dx L ~ i (T (x) )) dx [1] In which: e1 i [T (x), C ~ (x), P (x)] = emissivity of the exhaust gas i; T (x) = temperature of the exhaust gas;
C~ (x) = concentration du composant dans le gaz d'échappement i ; x = localisation le long de l'axe X du composant du gaz d'échappement ; C ~ (x) = concentration of the component in the exhaust gas i; x = location along the X axis of the exhaust gas component;
p (x) = pression du gaz d'échappement ; L9 (T(x)) = luminance d'un corps noir à la température T RÂ ( t = 2x = Io (2)/32,i [T(x), Ci (x)] X C. (x) -210 E2äi [T (x),Ci (x),P(x)}xCi (x) dx v [2] Dans laquelle : p (x) = pressure of the exhaust gas; L9 (T (x)) = luminance of a black body at temperature T R (t = 2x = Io (2) / 32, i [T (x), Ci (x)] x C. (x) - 210 E2a [T (x), Ci (x), P (x)} xCi (x) dx v [2] Wherein:
e2 i [T (x), C~ (x), P(x)] = émissivité du gaz d'échappement i ; T (x) = température du gaz d'échappement ; e2 i [T (x), C ~ (x), P (x)] = emissivity of the exhaust gas i; T (x) = temperature of the exhaust gas;
C~ (x) = concentration du composant dans le gaz d'échappement ; x = localisation du composant le long de l'axe X ; C ~ (x) = concentration of the component in the exhaust gas; x = location of the component along the X axis;
A = valeur de x à l'extrémité de l'agrégat de gaz d'échappement ; A = value of x at the end of the exhaust gas aggregate;
p (x) = pression du gaz d'échappement ; /3, = coefficient de rétrodiffusion du gaz d'échappement i ; 1 (~,)= intensité de l'émetteur 4 à la longueur d'onde X; v = vitesse de la lumière dans le gaz ; t = 2x/ v est le temps de retour du signal réfléchi à abscisse x. Le coefficient ,(3, iest issu de base de données telle que HITRAN. Ce coefficient ,3, dépend du composant à analyser dans le gaz d'échappement. L'unité de calcul 20 est propre à mettre en oeuvre le procédé de détermination décrit ci-dessous et illustré sur la figure 2. p (x) = pressure of the exhaust gas; / 3, = backscattering coefficient of the exhaust gas i; 1 (~,) = intensity of the transmitter 4 at the wavelength X; v = speed of light in the gas; t = 2x / v is the return time of the signal reflected at abscissa x. The coefficient (3) is derived from a database such as HITRAN, which coefficient 3 depends on the component to be analyzed in the exhaust gas The calculation unit 20 is able to implement the determination method described. below and illustrated in Figure 2.
Le procédé de détermination selon l'invention débute par une étape 30 10 d'émission d'un premier rayonnement par l'émetteur 4. The determination method according to the invention starts with a step 10 for emitting a first radiation by the emitter 4.
Au cours d'une étape 32, le premier rayonnement est rétrodiffusé par les composants du gaz d'échappement 6. During a step 32, the first radiation is backscattered by the components of the exhaust gas 6.
15 Au cours d'une étape 34, le miroir 8 puis la lame 10 réfléchissent le premier rayonnement rétrodiffusé par les composants du gaz d'échappement. During a step 34, the mirror 8 and then the blade 10 reflect the first radiation backscattered by the exhaust gas components.
Au cours d'une étape 36, le détecteur 12 réceptionne une partie du premier rayonnement réfléchi par le miroir 8 et la lame 10. Au cours d'une étape 38, la caméra 18 mesure la rétrodiffusion R2(t) de cette partie du premier rayonnement en fonction de sa longueur d'onde et du temps. En particulier, la caméra 18 capte M x L mesures discrètes de rétrodiffusion During a step 36, the detector 12 receives a portion of the first radiation reflected by the mirror 8 and the blade 10. During a step 38, the camera 18 measures the backscattering R2 (t) of this part of the first radiation as a function of its wavelength and time. In particular, the camera 18 captures M x L discrete backscatter measurements
25 Kik comprenant des mesures réalisées à m instants différents et à L longueurs d'onde différentes. Les M x L mesures sont introduites dans l'équation de rétrodiffusion [2] pour obtenir M x L équations à 2x inconnues. Les 2x inconnues sont la température à x endroits et la concentration à x endroits. 30 Un endroit x du gaz d'échappement 6 est déterminé à partir de l'instant t de réception du premier rayonnement et de la formule suivante : Kik comprising measurements made at different times and at different wavelengths. The M x L measurements are introduced into the backscattering equation [2] to obtain M x L equations with 2x unknowns. The 2x unknowns are the temperature at x locations and the concentration at x locations. A place x of the exhaust gas 6 is determined from the instant t of reception of the first radiation and of the following formula:
txv x= 20 2 Au cours d'une étape 39, un rayonnement appelé second rayonnement, est émis par le gaz d'échappement 6. Cette émission provient de l'émission thermique propre du gaz d'échappement. In a step 39, a radiation called second radiation is emitted by the exhaust gas 6. This emission comes from the clean thermal emission of the exhaust gas.
Au cours d'une étape 40, le spectromètre 24 mesure la luminance La, du second rayonnement émis par le gaz d'échappement 6 en fonction de sa longueur d'onde. En particulier, le spectromètre 24 mesure N valeurs distinctes de luminance La correspondant chacune à une longueur d'onde donnée. Les N valeurs discrètes de luminance La sont introduites dans l'équation de transfert radiatif [1] pour obtenir N équations à 2x inconnues, les 2x inconnues étant la température à x endroits et la concentration à x endroits. During a step 40, the spectrometer 24 measures the luminance La, of the second radiation emitted by the exhaust gas 6 as a function of its wavelength. In particular, the spectrometer 24 measures N distinct luminance values La corresponding each to a given wavelength. The N discrete values of luminance La are introduced into the radiative transfer equation [1] to obtain N equations with 2x unknowns, the 2x unknowns being the temperature at x places and the concentration at x places.
Au cours d'une étape 42, l'unité de calcul 20 détermine la distribution spatiale d'au moins un paramètre thermodynamique du gaz d'échappement 6 par inversion du système d'équations comprenant N équations de transfert radiatif et MxL équations de rétrodiffusion. During a step 42, the computing unit 20 determines the spatial distribution of at least one thermodynamic parameter of the exhaust gas 6 by inverting the system of equations comprising N radiative transfer equations and MxL backscattering equations.
Cette inversion est réalisée par la minimisation d'une fonction résiduelle aussi appelée fonction de coût, mentionnée ci-dessous. J=N+MxL )2 F = E (s J ù SJCalculé J=1 Dans laquelle : - Sj est soit une mesure de luminance L?k soit une mesure de rétrodiffusion Rak; - SJCalculé est une valeur choisie a priori pour qu'elle soit proche d'une valeur 30 attendue de luminance La ou d'une valeur attendue de rétrodiffusion R ak ; - N est le nombre de mesures de luminance émise par le gaz d'échappement ; - M x L est le nombre de mesures de rétrodiffusion par le gaz d'échappement.25 This inversion is achieved by the minimization of a residual function also called cost function, mentioned below. J = N + MxL) 2 F = E (s J ù SJCalculated J = 1 Where: - Sj is either a luminance measurement L? K or a backscattering measurement Rak; - SJCalculated is a value chosen a priori for it is close to an expected value of luminance La or an expected backscattering value R ak; - N is the number of luminance measurements emitted by the exhaust gas; - M x L is the number of measurements of backscattering by the exhaust gas.25
Cette fonction F est minimisée par un algorithme, par exemple basé sur la méthode dite du gradient conjugué associée au calcul de l'état adjoint. This function F is minimized by an algorithm, for example based on the so-called conjugate gradient method associated with the calculation of the adjoint state.
La figure 5 représente le système de détermination 2 selon l'invention mis en oeuvre dans une chambre de combustion fermée. Dans ce cas, le premier rayonnement est réfléchi par le fond 50 de sorte que l'équation théorique de transfert radiatif [1] est modifiée par l'ajout d'un terme proportionnel à r émissivité de la paroi du fond 50 de la chambre de combustion. Ainsi, dans ce cas, la mémoire 22 comporte la formule suivante : L2 (t) = f e2 i [T(x), Ci (x), P(x)]x Ci (x) x e_50 Ea [T (x),Ct (x),P(x)]x C t (x) dx L02 (T (x)) dx +[1ûe- 2äi [T(x),Ci(x),P(x)]dx]xSfond xL0, (T(x)) [3] FIG. 5 represents the determination system 2 according to the invention implemented in a closed combustion chamber. In this case, the first radiation is reflected by the bottom 50 so that the theoretical radiative transfer equation [1] is modified by the addition of a term proportional to the emissivity of the bottom wall 50 of the chamber. combustion. Thus, in this case, the memory 22 has the following formula: L2 (t) = f e2 i [T (x), Ci (x), P (x)] x Ci (x) x e_50 Ea [T (x) ), Ct (x), P (x)] x C t (x) dx L02 (T (x)) dx + [1e-2a [T (x), Ci (x), P (x)] dx] xSfond xL0, (T (x)) [3]
Dans laquelle : e2 [T (x), Ci(x), P(x)] = émissivité du gaz d'échappement i ; T (x) = température du gaz d'échappement i ; C~ (x) = concentration du composant dans le gaz d'échappement i ; x = localisation du composant le long de l'axe X ; In which: e2 [T (x), Ci (x), P (x)] = emissivity of the exhaust gas i; T (x) = temperature of the exhaust gas i; C ~ (x) = concentration of the component in the exhaust gas i; x = location of the component along the X axis;
A = valeur de x à la fin du gaz d'échappement ; p (x) = pression du gaz d'échappement i ; A = value of x at the end of the exhaust gas; p (x) = pressure of the exhaust gas i;
fond = émissivité de la paroi de fond 50 de la chambre de combustion ; L°,(T(x)) = luminance d'un corps noir. Dans une chambre de combustion fermée, l'unité de calcul 20 est propre à mettre à oeuvre le procédé de détermination illustré sur la figure 2 en utilisant cette nouvelle formule au cours de l'étape 42. bottom = emissivity of the bottom wall 50 of the combustion chamber; L °, (T (x)) = luminance of a black body. In a closed combustion chamber, the computing unit 20 is able to implement the determination method illustrated in FIG. 2 using this new formula during step 42.
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