Soumettre un métal à un impact brutal peut produire un nuage de petites particules rapides, appelées éjecta. L’étude des éjectas et de la distribution taille-vitesse de ces particules offre des informations précieuses sur les propriétés de la matière au repos, ainsi que des informations sur les forces et les effets des collisions dans de nombreuses applications, telles que l’histoire géologique, la formation de cratères et la préparation aux catastrophes.
Les diagnostics par diffusion de Mie et par holographie ont permis d’obtenir des informations sur la distribution taille-vitesse des particules après l’impact. Cependant, ces méthodes sont difficiles à utiliser et incapables d’analyser la formation complexe des éjectas. En effet, en raison de leur vitesse extrême, les phénomènes d’éjecta sont brefs et difficiles à caractériser.
Les chercheurs de l’Institut Langevin ont utilisé des simulations de vélocimétrie laser Doppler (PDV) pour obtenir des informations supplémentaires sur les éjectas dans des situations réelles, en envoyant de la lumière dans les éjectas et en analysant la portion de lumière qui revient.
L’équipe a utilisé des spectrogrammes PDV simulés pour prédire la distribution de taille des éjectas à travers différents milieux. Pour traduire ces résultats en situations expérimentales, des disques d’étain gravés de rainures de surface ont été placés dans un tube rempli de gaz et soumis à un choc provoqué par un projectile en cuivre se déplaçant à 1650 m/s. Les résultats sur la taille et la distribution de vitesse des éjectas ont été utilisés pour vérifier les forces de traînée et la fragmentation des particules dans l’hélium et l’air. Une meilleure projection de la distribution initiale des éjectas a été obtenue en faisant correspondre les spectrogrammes simulés aux résultats expérimentaux.
Ce travail offre une nouvelle manière d’analyser les données d’éjection en apportant de nouvelles connaissances physiques aux cadres de simulation existants.
Reference :
J. A. Don Jayamanne, R. Outerovitch, F. Ballanger, J. Bénier, E. Blanco, C. Chauvin, P. Hereil, J. Tailleur, O. Durand, R. Pierrat, R. Carminati, A. Hervouët, P. Gandeboeuf, and J. R. Burie
“Recovering particle velocity and size distributions in ejecta with photon Doppler velocimetry”
Journal of Applied Physics (2024)
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