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Approches Analytiques Et Numeriques Pour La Prediction Du Bruit Tonal Et Large Bande De Soufflantes De Turboreacteurs
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Book Synopsis Approches analytiques et numériques pour la prédiction du bruit tonal et large bande de soufflantes de turboréacteurs by : Jérôme De Labrouhe De Laborderie
Download or read book Approches analytiques et numériques pour la prédiction du bruit tonal et large bande de soufflantes de turboréacteurs written by Jérôme De Labrouhe De Laborderie and published by . This book was released on 2013 with total page 266 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Modélisation du bruit à large bande de soufflantes de turboréacteurs by : Gabriel Reboul
Download or read book Modélisation du bruit à large bande de soufflantes de turboréacteurs written by Gabriel Reboul and published by . This book was released on 2010 with total page 170 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse propose différentes méthodologies de calcul du bruit à large bande générée par l’interaction rotor-stator d’une soufflante de turboréacteur et ce de la génération des sources acoustiques jusqu’au rayonnement en champ lointain. En premier lieu, le mécanisme d’interaction rotor-stator est étudié à travers une turbulence de grille homogène et isotrope (THI) impactant un profil isolé. Le cas de l’interaction rotor-stator en milieu guidé est ensuite traité et appliqué à une maquette de compresseur axial. Enfin, la dernière partie traite de la simulation du rayonnement aval en sortie de conduit. Dans chacune de ces parties, des approches analytiques et numériques sont proposées. Les méthodes analytiques permettentune prévision rapide du problème simplifié, et les méthodes numériques permettent de lever les hypothèses au prix d’un temps de calcul plus long.Le modèle d’Amiet est mis en œuvre pour simuler le bruit d’interaction THI-profil à travers une expérience en soufflerie anéchoïque. Ce modèle simplifiant le profil en une plaque plane non portante, une approche numérique est également mise en place. La convection de perturbations de vitesse incidentes synthétisant une THI et impactant un profil isolé est simulée à l’aide d’un code CAA (Computational AeroAcoustics) résolvant les équations d’Euler en deux dimensions. Les différences de rayonnement entre une plaque plane et un profil cambré épais observées expérimentalement sont en partie retrouvées. Une simulation plus avancée d’un calcul LES (Large Eddy Simulation) 3D est également abordée.Dans la deuxième partie du mémoire, le modèle d’Amiet est étendu au problème de l’interaction rotor-stator en conduit. Différentes formulations sont proposées et discutées. Elles sont appliquées au cas d’un banc d’essai du DLR (centre de recherche aérospatiale allemand) avec des données d’entrée provenant d’un calcul RANS (Reynolds Averaged Navier-Stockes) ou bien directement de mesures. Les prévisions acoustiques ainsi obtenues sont satisfaisantes (+/-2 dB avec des données d’entrée expérimentales) compte tenu de la relative simplicité des modèles. Un calcul LES est exploité pour fournir directement les sources de bruit (fluctuations de pression pariétale). Les spectres obtenus montrent des tendances similaires à ceux issus du modèle d’Amiet malgré certains phénomènes non-physiques encore présents au niveau du calcul LES.Pour terminer, le rayonnement en champ libre est traité. Une manière simple et rapidede résoudre ce problème consiste à utiliser une intégrale de Kirchhoff, en supposant unécoulement moyen uniforme. Une comparaison avec une solution analytique (technique deWiener-Hopf) exacte pour les mêmes conditions montre que le rayonnement du bruit large bande est bien prévu par la méthode de Kirchhoff pour des angles de rayonnement inférieursà 90°. Cependant, pour prendre en compte la géométrie d’éjection de la nacelle et l’effet d’un écoulement hétérogène (cisaillement) sur le rayonnement en champ libre, une approche numérique est mise en place. Une technique permettant de simuler le caractère aléatoire des sources turbulentes ainsi que de satisfaire l’hypothèse de modes acoustiques incohérents est développée. Cette méthodologie est appliquée au cas simple du conduit semi-infini, puis à une tuyère réaliste. Les calculs sont validés à l’aide de solutions analytiques sur les configurations simplifiées. Une analyse critique des instabilités créées dans la couche de cisaillement et de leur influence sur les formulations intégrales couplées au calcul Euler pour obtenir le bruit en champ lointain complète ce dernier chapitre.
Book Synopsis Prévision du bruit d'onde de choc d'un turboréacteur en régime transsonique par des méthodes analytiques et numériques by : Johan Thisse
Download or read book Prévision du bruit d'onde de choc d'un turboréacteur en régime transsonique par des méthodes analytiques et numériques written by Johan Thisse and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: En phase d'approche, le bruit rayonné par l'entrée d'air des turboréacteurs est principalement dû aux interactions entre le rotor et le stator. Cependant les ondes de choc (ou ondes en N) générées par le rotor en régime transsonique peuvent devenir une source de bruit dominante durant le décollage et la montée de l'appareil. L'étude des ondes en N nécessite de se concentrer sur deux processus majeurs : 1) la génération des chocs par un rotor parfait (dont toutes les aubes sont identiques) et par un rotor réel (en tenant compte des irrégularités géométriques des aubes), et 2) la propagation de ces ondes en N à travers la nacelle, produisant du bruit dont le spectre se compose des harmoniques de la fréquence de passage des aubes pour un rotor régulier, et des harmoniques aux fréquences multiples de la rotation du rotor (FMR) pour un rotor irrégulier. Plusieurs approches analytiques et numériques ont été développées durant les 40 dernières années.Cette thèse relate dans un tout premier temps les principales théories de la propagation des ondes de choc ainsi que les modèles majeurs de génération de FMR. Une attention particulière est portée sur les liens entre les équations générales de la mécanique des fluides et ces modèles de propagation non linéaire afin de mettre en évidence les différentes hypothèses formulées dans ces modèles. Dans un deuxième temps, les principales méthodes semi-analytiques de génération et de propagation des chocs seront évaluées et comparées en les appliquant à des configurations de turboréacteurs. En outre, un nouveau modèle de génération de FMR basé sur des considérations géométriques est élaboré par l'intermédiaire d'une campagne d'essais comportant d'une part des mesures de signaux de pression dans la nacelle et d'autre part les mesures des angles de calage des aubes pendant le fonctionnement du moteur. Le deuxième volet de la thèse concerne le développement d'une méthodologie de simulation numérique basée sur l'utilisation du code elsA de l'ONERA en résolvant les équations d'Euler (approche CAA). L'objectif de cette approche est de s'affranchir des limitations des modèles de propagation semi-analytiques et de tenir compte de la géométrie réelle de la nacelle ainsi que d'un écoulement réaliste. Des ondes de choc régulières et irrégulières sont directement injectées dans un plan proche de la soufflante et se propagent en remontant l'écoulement. Ces ondes de choc sont injectées par l'intermédiaire d'une condition limite de non-réflexion qui nécessite d'imposer le champ conservatif. La signature des chocs peut provenir d'un RANS, de mesures ou d'un signal analytique. Étant donné que les mesures ou le signal théorique ne permettent d'obtenir que la pression, une méthode de reconstruction du champ conservatif à partir des variations de pression induites par le choc a été élaborée. Cette méthode d'injection est tout d'abord appliquée à un conduit annulaire infiniment mince et validée par la méthode de propagation semi-analytique de McAlpine & Fisher. Ensuite, les effets de propagation 3D sont étudiés en augmentant l'épaisseur du conduit. Enfin, la méthode CAA est appliquée à des configurations de turboréacteurs modernes et des ondes de choc régulières et irrégulières sont propagées numériquement. Les résultats sont comparés aux solutions RANS ainsi qu'aux mesures disponibles.
Book Synopsis Approches numériques pour la simulation du bruit à large bande en vue de l'application aux turbomachines by : Jérôme Boudet
Download or read book Approches numériques pour la simulation du bruit à large bande en vue de l'application aux turbomachines written by Jérôme Boudet and published by . This book was released on 2003 with total page 230 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La simulation numérique du bruit à large bande est évaluée sur une configuration acédémique : l'écoulement autour d'un profil d'aube situé dans le sillage d'un barreau circulaire (régime sous-critique). L'approche choisie consiste à simuler l'áérodynamique au voisinage des solides, pour ensuite calculer le son en champ lointain par l'analogie acoustique de Ffowcs Williams et Hawkings. Deux voies sont évaluées pour le calcul aérodynamique : les équations soumises à une moyenne d'ensemble (U-RANS) permettent une estimation des fluctuations déterministes, mais nécessitent l'ajout d'un modèle stochastique pour les composantes à large bande ; la simulation des grandes échelles (LES) permet une représentation plus précise de l'écoulement et une simulation directe des principales composantes à large bande. Les résultats sont comparés à l'expérience : profils moyens, champs instantanés, spectres aérodynamiques et acoustiques et décomposition en composantes principales.
Book Synopsis Modélisation des éffets d'installation sur le rayonnement de turboréacteurs by : Johanna Chappuis
Download or read book Modélisation des éffets d'installation sur le rayonnement de turboréacteurs written by Johanna Chappuis and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'apparition des technologies à fort taux de dilution et l'utilisation de traitements acoustiques ont réduit significativement le niveau de bruit des moteurs d'avion ces vingt dernières années. Cependant, les législations étant de plus en plus strictes, les modèles de prédiction de bruit se doivent d'être toujours plus précis et il n'est plus possible de négliger les interactions entre les ondes acoustiques t les surfaces de l'avion consécutives à l'installation des moteurs. Le travail présenté porte sur la modélisation de ces effets d'installation et l'évaluation de l'effet de la structure d'un avion sur le bruit rayonné par les entrées d'air et conduits d'éjection de turboréacteurs, avec pour objectif le développement d'outils pourla conception d'architectures capables de minimiser l'impact sonore au sol. Ces outils font appel d'une part à des méthodes de calcul analytiques fondées sur des géométries et des écoulements simplifiés permettant des études paramétiques souples et rapides, et d'autre part à des méthodes de calcul numériques indispensables pour tenir compte de conditions aerodynamiques et géométries réalistes. Analytiquement, les études de l'effet de la voilure et du fuselage ont été découplées, les mécanismes physiques impliqués étant différents dans les deux cas. La première méthode analytique, dédiée à la modélisation de la diffraction par les écrans plans, établit une solution exacte de l'équation d'ondes associée aux conditions aux limites rigides sur un demi-plan sans épaisseur. En présence d'un écoulement uniforme, l'influence de la prise en compte d'une condition de Kutta au bord de fuite d'un cyclindre dan l'approximation hautes-fréquences. L'approche numérique retenue pour l'étude des effets d'installation impliquant des domaines de grande taille acoustique, elle est fondée sur une décomposition de domaine et un principe de couplagefaible. La validité de la méthode est démontrée par comparaison à des essais en chambre sourde conduisant à un très bon accord avec les prédictions numériques. Par ailleurs, un nouveau modèle de source est proposé pour recréer artificiellement le comportement d'un mode (m,n) à l'extrémité d'un conduit à partir d'associations de monopôles: ceci améliore considérablement la prédiction du calcul de l'effet d'installatiosn par les méthodes analytiques.
Book Synopsis Contribution à la prévision du bruit tonal des machines tournantes subsoniques by : Elias Tannoury
Download or read book Contribution à la prévision du bruit tonal des machines tournantes subsoniques written by Elias Tannoury and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La conception des groupes moto-ventilateurs au sein de Valeo Systèmes Thermiques et la prédiction de leurs performances aérauliques reposent majoritairement sur les méthodes de développement virtuel, i.e. la conception assistée par ordinateur et la simulation numérique de la mécanique des fluides. Dans ce cadre, le présent travail propose une méthodologie de prédiction et de minimisation de la composante tonale du bruit d'un groupe moto-ventilateur. L'approche adoptée est hybride et dissocie la génération et la propagation du bruit. La propagation en champ libre est calculée avec une formulation intégrale de l'analogie de Ffowcs-Williams et Hawkings. Dans un premier temps, les termes-sources à la surface du rotor et du stator sont calculés par une simulation numérique instationnaire. La compacité de la pale ainsi que l'influence du maillage acoustique sur la prédiction sont ensuite investiguées. Finalement, les résultats sont comparés aux mesures expérimentales. Dans un deuxième temps, les sources acoustiques à la surface du stator sont calculées avec le modèle de Sears enrichi avec des données extraites d'une simulation stationnaire du rotor complet. Avant de procéder à la prédiction acoustique, l'influence du modèle de turbulence sur les résultats finaux est évaluée à travers une comparaison entre LES et RANS pour l'écoulement autour de profils extrudés. Enfin, la problématique de minimisation du bruit tonal est traitée en tant que problème d'optimisation où la géométrie d'une aube est paramétrée et où la recherche de l'optimum est conduite par un algorithme génétique. Cette optimisation a permis de concevoir un stator moins bruyant et adapté à l'écoulement en aval du rotor étudié.
Book Synopsis Prévision du bruit d'interaction tonal et à large bande d'une soufflante de nouvelle génération en régime subsonique by : Virginie Bonneau
Download or read book Prévision du bruit d'interaction tonal et à large bande d'une soufflante de nouvelle génération en régime subsonique written by Virginie Bonneau and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La soufflante de la nouvelle génération de moteurs Snecma est caractérisée par des pales de rotor aux bords de fuite épais, ainsi que par un OGV hétérogène intégrant les bras supports.L'objectif de cette thèse est de caractériser l'influence de ces innovations technologiques sur la génération des sources et le rayonnement sonore dans la manche secondaire liés à l'interaction du sillage du rotor avec l'OGV. Ce mécanisme est principalement responsable des émissions tonales et à large bande qui sont traitées indépendamment. D'une part, une simulation URANS de l'étage rotor-stator fournit les sources déterministes sur le stator hétérogène ainsi que le champ sonore dans la manche traversée par les bras supports. L'extension de modèles acoustiques permet d'accéder au spectre de raies obtenu soit en propageant les sources par un modèle fondé sur le principe de l'analogie acoustique, soit directement à partir du champ sonore issu de la CFD. Il est alors montré que l'hétérogénéité du stator induit l'émergence de la raie du fondamental, et que les bras supports engendrent une onde stationnaire dans la manche secondaire.D'autre part, la simulation d'un canal complet du rotor avec une approche ZDES permet d'accéder aux perturbations turbulentes du sillage. Ces dernières alimentent un code acoustique fondé sur la théorie d'Amiet permettant de prévoir le bruit à large bande rayonné en conduit. Bien que plus coûteuse, la ZDES permet de s'affranchir des hypothèses restrictives et du calibrage délicat des modèles de turbulence homogène isotrope en fournissant des données directement exploitables, conduisant ainsi à des estimations plus précises.L'ensemble des simulations numériques et des prévisions acoustiques est validé grâce aux mesures issues d'une campagne d'essais au banc RACE.
Book Synopsis Modélisation du bruit à large bande rayonné par un profil isolé by : Djaafer Fedala
Download or read book Modélisation du bruit à large bande rayonné par un profil isolé written by Djaafer Fedala and published by . This book was released on 2007 with total page 160 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les nuisances sonores sont devenues une importante préoccupation environnementale. L'accroissement des exigences de confort et le durcissement des réglementations européennes et mondiales ont rendu la réduction du bruit aérodynamique des turbomachines un enjeu primordial pour plusieurs industries. Ce travail a pour objectif principal le développement d'outils de modélisation de la composante à large bande du bruit des ventilateurs de façon à l'intégrer comme critère d'optimisation dès leur phase de conception. L'étude est concentrée sur les deux sources reconnues pour leurs contributions significatives dans le bruit rayonné : l'interaction des pales avec l'écoulement turbulent amont et la diffraction de la couche limite turbulente au niveau du bord de fuite. Dans un premier temps, une approche reposant sur la formulation analytique d'Amiet pour la prédiction du bruit d'un profil isolé disposé dans un écoulement turbulent est mise en oeuvre. L'effet de l'épaisseur n'est pas pris en compte dans la formulation initiale d'Amiet. Une correction gaussienne a été proposée sur la base des travaux de Gershfeld améliorant ainsi considérablement les résultats de calculs. Une extension vers la turbomachine est ensuite proposée et validée expérimentalement. Un ventilateur axial est disposé à l'amont de différents écoulements incidents turbulents générés par cinq dispositifs de contrôle de turbulence. La turbulence incidente est caractérisée par le modèle spectral de von Kármán à partir des mesures à fils chauds. La confrontation des spectres de puissance acoustique calculés à ceux mesurés donne un accord satisfaisant sur une large bande fréquentielle audible. Dans la deuxième partie, une modélisation hybride combinant des Simulations des Grandes Echelles avec une solution intégrale dans le domaine temporel de l'analogie de Ffowcs Willimas & Hawkings est développée. Une validation complétée par une étude des erreurs numériques du code acoustique développé sur la base de la formulation intégrale 1A de Farassat avec une surface perméable de Di Francescontonio a été réalisée. Les simulations LES bidimensionnelles de l'écoulement turbulent autour d'un profil ont reproduit la transition de la couche limite turbulente et le détachement tourbillonnaire au bord de fuite. L’analyse des spectres de pression pariétale a révélé que l’écoulement amont a un important effet sur les fluctuations de pression pariétale et leurs localisations.
Book Synopsis Etude expérimentale du bruit à large bande d'une grille d'aubes by : Muriel Sabah
Download or read book Etude expérimentale du bruit à large bande d'une grille d'aubes written by Muriel Sabah and published by . This book was released on 2001 with total page 321 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La présente étude porte sur une analyse expérimentale du bruit à large bande rayonné par une grille d'aubes. Elle est justifiée par le besoin de mieux comprendre l'émission sonore des soufflantes de turboréacteurs. Les soufflantes, rotors de grand diamètre placés à l'avant des turboréacteurs à double flux, sont en effet à l'heure actuelle une des sources prédominantes. L'objectif est de caractériser les différents mécanismes d'émission sonore, au moyen de mesures à la fois aérodynamiques et acoustiques (fils chauds, vélocimétrie laser, capteurs de pression en paroi). La grille d'aubes est alors un moyen privilégié d'accéder aux sources de bruit associées directement aux aubes, en excluant les sources extérieures. Il ne s'agit pas ici de reproduire l'écoulement exact dans les soufflantes. Ainsi, nous n'examinons ni les effets de rotation, ni les effets d'écoulements tridimensionnels. Nous cherchons une fonction de transfert entre la pression pariétale (pression fluctuante mesurée sur les parois des aubes) et le champ lointain. Cette fonction de transfert doit être la même pour le bruit d'une soufflante réelle, tant que les mécanismes mis en jeu restent les mêmes. Deux mécanismes d'émission sonore ont été comparés, à savoir le bruit propre, bruit pro¬duit sous écoulement amont laminaire, et le bruit dit d'interaction instationnaire, produit sous écoulement turbulent. Pour ces deux mécanismes, l'influence de différents paramètres a été analysée. A la vitesse maximale, le nombre de Mach vaut 0,3, le nombre de Reynolds vaut 106 pour une corde de 10 cm. L'effet de la charge a été simulé par l'intermédiaire de l'angle d'attaque, en changeant l'angle d'alignement des aubes, l'angle de calage ne jouant que peu de rôle. Pour les deux mécanismes étudiés, la directivité du bruit est globalement dipolaire, avec deux lobes légèrement inclinés vers l'aval des aubes. Aucun phénomène relatif à une corrélation d'aube à aube n'a été observé. La puissance acoustique évolue en fonction de la puissance n de la vitesse, avec 5
Book Synopsis Modélisation analytique du bruit aérodynamique à large bande des machines tournantes : utilisation de calculs moyennés de mécanique des fluides by : Yannick Rozenberg
Download or read book Modélisation analytique du bruit aérodynamique à large bande des machines tournantes : utilisation de calculs moyennés de mécanique des fluides written by Yannick Rozenberg and published by . This book was released on 2007 with total page 174 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le bruit à large bande constitue aujourd’hui une part importante, parfois dominante, du bruit généré par certains ventilateurs à basse vitesse ou soufflantes de turbomachines. Ce travail de thèse propose une approche hybride combinant les méthodes analytiques avec le post-traitement de simulations des équations moyennées de la mécanique des fluides.Une synthèse bibliographique du bruit à large bande généré par les profils d’aile est effectuée. Les modèles analytiques développés par Amiet pour le bruit d’impact de turbulence et le bruit de bord de fuite sont présentés, et des extensions en sont également proposées. Dans une seconde partie, les pales d’un ventilateur axial à basse vitesse sont instrumentées, afin de mesurer la statistique de pression en paroi. Le modèle analytique du bruit de bord de fuite est ici étendu au cas d’une pale de ventilateur puis validé par comparaison de la pression acoustique mesurée en chambre anéchoïque avec le modèle. Une extension est ensuite proposée pour appliquer, à titre prospectif, cette formulation en champ libre au calcul de la puissance acoustique d’une soufflante de turbomachines. Dans un contexte industriel, les informations disponibles sur l’écoulement autour d’un ventilateur ne sont que les données moyennes, issues d’une simulation des équations moyennées de Navier-Stokes (RANS). Dans des cas simples, des modèles semi-empiriques permettent d’en déduire le spectre des fluctuations de pression en paroi. En revanche, ils ne peuvent pas être appliqués à un écoulement soumis à un gradient de pression positif. Une augmentation du niveau spectral dans ce cas est observée et un nouveau modèle empirique est proposé.
Book Synopsis Etude expérimentale du bruit de bord de fuite à large bande d'une grille d'aubes linéaire et de sa réduction par dispositifs passifs by : Arthur Finez
Download or read book Etude expérimentale du bruit de bord de fuite à large bande d'une grille d'aubes linéaire et de sa réduction par dispositifs passifs written by Arthur Finez and published by . This book was released on 2012 with total page 199 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le bruit de bord de fuite à large bande est l’un des contributeurs principaux du bruit des soufflantes de turboréacteurs modernes. La double nécessité de mieux comprendre sa génération et de le réduire a suscité le présent travail, essentiellement expérimental. L’étude se focalise sur l’effet de grille provoqué par la diffraction des ondes acoustiques sur les aubes adjacentes. Une grille d’aubes linéaire de solidité 1,43 est instrumentée et adaptée à la mesure acoustique dans le secteur aval pour plusieurs vitesses d’écoulement et plusieurs angles d’attaque. Le bruit de bord de fuite de la grille d’aubes prédomine ainsi sur une large gamme de fréquence. L’effet de grille se manifeste à travers des résonnances dans la grille, des interférences dans le champ lointain et à travers la dépendance en vitesse des spectres acoustiques. Les données d’entrée de modèles analytiques décrivant statistiquement la turbulence des couches limites sont directement mesurées sur les aubages. Le modèle de bruit de profil isolé d’Amiet fournit une estimation convenable des niveaux de bruit suggérant que la déformation des spectres par l’effet de grille est de faible amplitude. Nous avons ensuite adapté à la configuration expérimentale le modèle de Glegg qui tient compte des interactions entre pales. Il fournit des estimations de spectres acoustiques s’écartant de 3 dB de la prédiction de profil isolé, confirmant la conclusion précédente. Cependant ce dernier modèle décrit mieux les interférences observées en champ lointain. La réduction du bruit de bord de fuite est ensuite abordée, dans un premier temps sur profil isolé au moyen de brosses insérées au bord de fuite. Une réduction de 4,5 dB est ainsi obtenue sur une large gamme de fréquences. Une étude de corrélation aérodynamique aux fils chauds dans le sillage des brosses montre qu’elles décorrèlent les structures turbulentes dans la direction de l’envergure ce qui peut expliquer partiellement la réduction du bruit observée. Dans un deuxième temps, des chevrons dessinant des dents de scie dans la direction de l’envergure sont appliqués aux bords de fuite de la grille d’aubes. Nous retrouvons alors les observations faites avec ces dispositifs sur les profils isolés. Aucun effet de couplage entre la réduction du bruit et l’effet de grille n’est observé. Des mesures de vélocimétrie par images de particules dans le sillage des chevrons montrent que la couche limite de l’extrados est éloignée de la surface du profil fournissant un mécanisme admissible de réduction du bruit. Un deuxième mécanisme crédible est la décorrélation dans la direction de l’envergure de la nappe de vorticité lâchée dans le sillage suite à la condition de Kutta. Enfin, nous étudions l’effet de l’inclinaison du bord de fuite par rapport à l’écoulement et montrons par une prise en compte de cette géométrie dans le modèle d’Amiet qu’il peut également aboutir à une réduction acoustique.
Book Synopsis Modélisations analytiques du bruit tonal d'interaction rotor/ stator par la technique de raccordement modal by : Simon Bouley
Download or read book Modélisations analytiques du bruit tonal d'interaction rotor/ stator par la technique de raccordement modal written by Simon Bouley and published by . This book was released on 2017 with total page 286 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le bruit tonal d'interaction rotor-stator, généré par l'impact des sillages issus des pales d'un rotorsur la grille d'aubes d'un stator redresseur, contribue de manière déterminante au bruit d'origineaérodynamique des turbomachines axiales carénées, qui équipent une large part des systèmes de propulsionaéronautique et de conditionnement d'air. La prédiction du bruit par l'utilisation de simulationsnumériques demeure onéreuse, notamment dans les premières phases de conception lorsque de nombreusesconfigurations doivent être testées. Dans cette optique, l'approche analytique choisie dans cettethèse apporte une alternative tout à fait appropriée. Les modèles analytiques basés sur une fonctionde réponse aéroacoustique de profil isolé ne permettent pas de reproduire l'effet de grille engendrépar le nombre important d'aubes de stator. Inversement, de fortes approximations sont nécessairespour décliner les fonctions de réponse de grilles d'aubes existantes dans des configurations tridimensionnelles.Le formalisme proposé, basé sur la méthode de raccordement modal, permet d'introduiresimplement l'effet de grille dans une géométrie annulaire d'étage rotor-stator. Un modèle de réponse degrille rectilinéaire bidimensionnel est tout d'abord présenté pour la transmission d'ondes acoustiques àtravers le stator ainsi que pour la génération de bruit par l'impact de rafales hydrodynamiques. Dansce cadre, une analyse linéaire et non visqueuse est considérée, pour laquelle les modes acoustique ettourbillonnaire d'un gaz sont couplés par le biais des frontières rigides. Les perturbations de vitessesliées aux sillages sont modélisées comme des rafales convectées. Leur impact sur la grille de statorgénère des ondes acoustiques se propageant en amont, en aval ainsi que dans les espaces inter-aubesdu stator, vu comme un réseau périodique de guides d'ondes. Les sections de bords d'attaque et defuite des aubes sont considérées comme des interfaces sur lesquelles la continuité des fluctuations depression, de vitesse axiale et de vorticité est vérifiée. Un système d'équations est ainsi obtenu, puisrésolu par des projections sur les bases modales du conduit et des inversions matricielles. Le champacoustique rayonné est ainsi déterminé uniformément dans tout le domaine. Les résultats issus de cesmodélisations sont comparés à ceux des fonctions de réponse de grilles d'aubes rectilinéaires issues dela littérature, montrant un très bon accord avec les modèles basés sur la technique de Wiener-Hopf. Leformalisme est par la suite étendu aux grilles annulaires par l'ajout de fonctions de Bessel comme fonctionsde forme radiale exprimant les effets tridimensionnels. Finalement, une procédure est présentéepour rendre compte de l'hétérogénéité des aubes de stator, caractéristique des nouvelles architecturesde turbomachines. Cette méthodologie est basée sur l'emploi conjoint du principe du dipôle de bordd'attaque et de la fonction de réponse aéracoustique de la grille de stator à l'aide de la technique deraccordement modal. Le principe de dipôle de bord identifie le chargement instationnaire des aubesinduit par l'impact de rafales hydrodynamiques, calculé par le formalisme d'Amiet, avec la trace duchamp de pression acoustique produit par un dipôle placé au voisinage du bord de l'aube. Les prédictionsissues de ce modèle, appliqué dans un cadre bidimensionnel, sont ensuite comparées à des mesuresobtenues pendant la campagne d'essais du projet SEMAFOR.
Book Synopsis Fonctions de réponse de grille d'aubes et effet d'écran pour le bruit à large bande des soufflantes by : Hélène Posson
Download or read book Fonctions de réponse de grille d'aubes et effet d'écran pour le bruit à large bande des soufflantes written by Hélène Posson and published by . This book was released on 2008 with total page 402 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le bruit à large bande des soufflantes constitue une contribution relativement importante du bruit d’un moteur d’avion de conception moderne, en particulier en phase d’approche. Il reste toutefois moins bien modélisé que le bruit de raies. Ce travail de thèse vise, d’une part le développement d’un modèle de prédiction du bruit à large bande des soufflantes dû à l’interaction d’une turbulence incidente et d’une roue, tenant compte des effets de grille dans la génération du bruit, et d’autre part la prise en compte de l’effet d’écran dans la propagation d’ondes acoustiques au travers d’une grille d’aubes. Une étude bibliographique est tout d’abord proposée de manière à disposer d’un bilan des nombreux travaux de modélisation de la génération du bruit et de la transparence acoustique d’une grille d’aubes, et du bruit d’interaction. Ceci a conduit au choix du modèle analytique de Glegg, fondé sur la technique de Wiener-Hopf appliquée à une grille d’aubes tridimensionnelle rectiligne. Le modèle de réponse de grille rectiligne est développé pour la transmission d’une onde acoustique se propageant vers l’aval ou vers l’amont et est reconsidéré dans le cas de la génération du bruit précédemment traité par Glegg. Une extension du modèle original est notamment détaillée et validée théoriquement. Elle consiste à fournir une expression analytique du champ diffracté, valide non seulement hors de la grille mais également dans la zone inter-aubes, et par la suite à expliciter le saut de pression instationnaire sur les aubes. Les résultats du modèle sont comparés à ceux obtenus à l’aide de la fonction de réponse de profil isolé proposée par Amiet, montrant l’importance de l’effet d’écran dans la plupart des cas mais également la possibilité d’utiliser la réponse de profil isolé lorsque les aubes sont suffisamment distantes. Le modèle est ensuite adapté de manière à traiter le cas d’une grille d’aubes annulaire à l’aide d’une méthode par bandes et du formalisme des fonctions de Green. Il est alors utilisé pour modéliser le bruit d’interaction d’une turbulence incidente avec une roue annulaire. Plusieurs formulations sont proposées en fonction des hypothèses introduites, leur domaine de validité et leurs limitations actuelles sont mises en évidence. De nouvelles améliorations seront recherchées. Un travail expérimental préliminaire, réutilisable pour des études plus approfondies de l’effet de grille, est réalisé pour une première validation du modèle. Malgré l’existence de nombreux effets d’installation, la puissance acoustique prédite par le modèle de grille d’aubes apparaît en assez bon accord avec l’expérience dans la gamme de fréquences exploitable. Le travail est finalement conclu par une brève étude exploratoire visant à tenir compte de l’effet de l’écoulement tournant dans le modèle d’interaction tout en conservant la plupart des développements réalisés précédemment sous l’hypothèse d’un écoulement axial uniforme.
Book Synopsis Simulation Numerique du Bruit Aval de Soufflante de Turboreacteur by :
Download or read book Simulation Numerique du Bruit Aval de Soufflante de Turboreacteur written by and published by Ed. Techniques Ingénieur. This book was released on with total page 9 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Approches théoriques du problème du rayonnement acoustique par une entrée d'air de turboréacteur by : Stéphane Lidoine
Download or read book Approches théoriques du problème du rayonnement acoustique par une entrée d'air de turboréacteur written by Stéphane Lidoine and published by . This book was released on 2002 with total page 277 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'utilisation des méthodes numériques est désormais requise pour évaluer les performances acoustiques des nouvelles technologies envisagées pour améliorer la réduction du bruit rayonné par les entrées d'air de turboréacteur. Notre travail consiste à comparer les résultats en champ lointain fournis par quatre méthodes radicalement différentes et étudier l'origine des écarts observés. Par ailleurs, nous analysons séparément les différents phénomènes physiques intervenant dans le cadre de la propagation et du rayonnement acoustique au sein d'un écoulement potentiel, en présence de matériaux absorbants sur les parois du conduit. La méthode analytique, fondée sur la théorie modale et la technique de Wiener-Hopf est considérée ici comme la référence. Nous mettons en évidence des domaines de validité fréquentiels pour chacune des méthodes et insistons sur leur complémentarité. À basse fréquence, les méthodes numériques intégrales et FEM donnent les mêmes résultats en absence d'écoulement. Les principaux écarts par rapport aux résultats de la méthode analytique sont dus à la différence de forme de la lèvre considéré dans chaque méthode, arrondie ou à bords vifs. Le bon accord entre les résultats numériques et des résultats de mesures dans des configurations traitées complexes est essentiel pour compléter la validation et montrer l'intérêt de ces méthodes. Nous introduisons le concept d'écoulement quasi uniforme dans la méthode intégrale pour tenir compte des conditions aux limites sur les parois : les comparaisons avec les résultats analytiques montrent le bien-fondé de cette approximation. À haute fréquence, il est nécessaire d'utiliser une méthode asymptotique. La méthode choisie est basée sur la sommation des faisceaux gaussiens et se révèle pertinente pour effectuer des calculs multimodaux sur une plage angulaire dépendant de la fréquence et de la présence ou non de matériaux absorbants. Les différences observées sur le rayonnement des modes sont essentiellement dues à l'absence de prise en compte de la diffraction dans la solution asymptotique. Enfin, les études effectuées dans le cas d'un écoulement non uniforme et potentiel montrent que le paramètre aérodynamique fondamental est la valeur de la vitesse de l'écoulement à la source. De plus, les effets de réfraction au voisinage de la lèvre modifient le rayonnement de manière plus importante que les effets de convection par l'écoulement extérieur. La prise en compte d'un écoulement plus réaliste dans le modèle est abordée à la fin du mémoire en vue d'effectuer des comparaisons avec des mesures en soufflerie ou au banc statique.
Book Synopsis Contribution à la prédiction et à la réduction du bruit aérodynamique d'une turbomachine de type hélicocentrifuge by : Hervé Ameziane
Download or read book Contribution à la prédiction et à la réduction du bruit aérodynamique d'une turbomachine de type hélicocentrifuge written by Hervé Ameziane and published by . This book was released on 1992 with total page 210 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES MECANISMES DE GENERATION DU BRUIT AERODYNAMIQUE D'UNE TURBOMACHINE DE TYPE HELICO-CENTRIFUGE SONT ANALYSES. LE BRUIT PREPONDERANT EST UN BRUIT DE RAIES, DE NATURE DIPOLAIRE, C'EST-A-DIRE DU AUX FORCES FLUCTUANTES SUR LES PALES. LE MODELE DE LOWSON EST RETENU. IL PROPOSE UNE FORMULATION DU BRUIT D'INTERACTION ROTOR-STATOR, UTILISANT UNE EXPRESSION SEMI-EMPIRIQUE DES EFFORTS FLUCTUANTS. POUR COMPLETER LE MODELE, DEUX MODIFICATIONS SONT PROPOSEES. LA PREMIERE PREND EN COMPTE L'EFFORT RADIAL QUI PERMET D'APPREHENDER L'EFFET HELICO-CENTRIFUGE. LA DEUXIEME CONCERNE LES DIRECTIVITES AZIMUTALES, UTILES POUR LE CALCUL DE LA PUISSANCE ACOUSTIQUE. LE MODELE EST VALIDE PAR UNE ETUDE PARAMETRIQUE, DONT L'OBJECTIF EST DE REDUIRE LE BRUIT DE RAIES. IL EST MONTRE QUE L'INTERACTION ROTOR-STATOR CONSTITUE LA PRINCIPALE SOURCE DE BRUIT. L'EFFET HELICO-CENTRIFUGE ET CELUI DU NOMBRE DE PALES DU ROTOR SUR LE BRUIT RAYONNE SONT EXPERIMENTES. LE MODELE EST CALE A L'AIDE D'UN PARAMETRE ARBITRAIRE, DONT LA VARIATION POUR LES DIFFERENTS ROTORS REALISES EST ETUDIEE. UNE DIMINUTION DE 12 DB DU BRUIT DE RAIES EST OBTENUE, COMPENSEE PAR UNE AUGMENTATION DU BRUIT LARGE BANDE. UNE AVANCEE EST REALISEE TANT SUR LA COMPREHENSION DES MECANISMES DE GENERATION DU BRUIT, QUE SUR LE CALCUL DE LA PUISSANCE ACOUSTIQUE. APRES REDUCTION, IL N'EST PLUS PERMIS DE NEGLIGER LES AUTRES SOURCES DE BRUIT, ET POUR LA SUITE DE CETTE ETUDE, IL CONVIENDRA D'EN TENIR COMPTE
Book Synopsis Elaboration d'une méthode de prédiction du bruit large bande rayonne en amont par une vanne de préssurisation by : Jean-François Denniel
Download or read book Elaboration d'une méthode de prédiction du bruit large bande rayonne en amont par une vanne de préssurisation written by Jean-François Denniel and published by . This book was released on 2002 with total page 16 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
