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Methodes Numeriques Pour Les Ecoulements Supersoniques Avec Application Au Calcul Du Bruit Rayonne Par Un Jet Sur Detendu
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Book Synopsis Méthodes numériques pour les écoulements supersoniques avec application au calcul du bruit rayonné par un jet sur-détendu by : Nicolas de Cacqueray
Download or read book Méthodes numériques pour les écoulements supersoniques avec application au calcul du bruit rayonné par un jet sur-détendu written by Nicolas de Cacqueray and published by . This book was released on 2010 with total page 157 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est consacrée au calcul et à l’étude du champ acoustique rayonné par un jet fortement supersonique, sur-détendu et chauffé. L’approche numérique utilisée consiste à résoudre simultanément l’écoulement turbulent et le champ proche acoustique par simulation des grandes échelles.Afin de résoudre les équations de Navier-Stokes instationnaires et compressibles, des schémas numériques de dérivation spatiale et d’intégration temporelle peu dissipatifs et peu dispersifs sont utilisés. Pour le système de coordonnées cylindriques, une procédure de déraffinement progressive au voisinage de l’axe du jet est proposée pour augmenter le pas de temps de l’intégration temporelle. Une procédure de capture de choc est finalement développée pour supprimer les oscillations de Gibbs aux voisinages des chocs. Cette procédure est explicite, adaptative et conservative.Un jet rond, sur-détendu et présentant un nombre de Mach d’éjection de 3.30 ainsi qu’une pression et une température de réservoir de 28.6 × 105Pa et 1144K est résolu par simulation des grandes échelles. Ce jet est initialement laminaire et possède un nombre de Reynolds de 0.94 × 105. Les champs aérodynamique et acoustique obtenus sont comparés aux données disponibles dans la littérature. Afin de pouvoir identifier les sources acoustiques,le champ turbulent est caractérisé le long de la couche de mélange, notamment en utilisant une analyse spectrale et une décomposition selon les modes azimutaux. Les champs acoustiques proche et lointain sont enfin étudiés et différentes composantes de bruit sont identifiées à partir de comparaisons avec des mesures et des modèles de la littérature, ainsi qu’en établissant des liens avec les propriétés de l’écoulement turbulent. L’influence des effets de la propagation non linéaire des ondes acoustiques est finalement discutée.
Book Synopsis Bruit rayonné par un écoulement affleurant une cavité by : Xavier Gloerfelt
Download or read book Bruit rayonné par un écoulement affleurant une cavité written by Xavier Gloerfelt and published by . This book was released on 2001 with total page 274 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Mon travail de thèse est consacré au calcul direct du bruit d'origine aérodynamique à partir des équations de Navier-Stokes. Cette méthode consiste à déterminer simultanément le champ aérodynami¬que et les ondes acoustiques qui possèdent des caractéristiques physiques très différentes, sans faire intervenir de modélisation acoustique. Elle nécessite donc l'utilisation de techniques numériques qui prennent en compte les particularités des fluctuations acoustiques. L'alternative à cette démarche consiste en effet à utiliser une méthode hybride, s'appuyant sur un calcul en deux étapes. La première étape détermine un champ turbulent de vitesse, alors que la seconde utilise un modèle de sources acoustiques combiné avec un opérateur de propagation pour obtenir le rayonnement acoustique. Le premier chapitre présente le code aéroacoustique ALESIA et les développements nouveaux pour l'étendre aux situations en présence de parois physiques. On a notamment développé une formulation des conditions aux limites de paroi. Ce problème est illustré par des cas-tests acoustiques et visqueux. Le deuxième chapitre synthétise l'état des connaissances théoriques et expérimentales concernant l'écoulement au dessus d'une cavité et notamment le rayonnement sonore associé. On s'attache plus particulièrement à la boucle de rétroaction aérodynamique pouvant générer les oscillations autoen-tretenues observées. Le calcul direct du bruit de cavité par simulation numérique directe (DNS) des équations de Navier-Stokes est mis en oeuvre pour plusieurs configurations bidimensionnelles dans le troisième chapitre. Une première simulation laminaire à bas Reynolds permet de reproduire le cou¬plage pression-vorticité responsable d'un rayonnement intense. L'étude de l'influence de l'épaisseur de la couche limite incidente met en évidence un nouveau régime d'écoulement, peut-être les limites d'une approche 2-D. Une deuxième simulation reproduit à l'échelle 1, par DNS, une configuration étudiée expérimentalement par Karamcheti(1955), où une couche limite laminaire à Mach 0.7 affleure une cavité rectangulaire bidimensionnelle. Parmi les théories aéroacoustiques disponibles, le quatrième chapitre analyse les possibilités offertes par les méthodes intégrales, afin de déterminer leur pertinence et leur complémentarité avec les cal¬culs directs. Une revue exhaustive des formulations et des applications existantes permet d'ordonner les nombreux développements réalisés dans ce domaine et de déterminer leur champ d'application respectif. Le dernier chapitre discute la résolution numérique de ces formulations. Trois formula¬tions intégrales, l'analogie de Ffowcs Williams et Hawkings, la méthode d'extrapolation de Kirchhoff et la méthode d'extrapolation basée sur l'équation de Ffowcs Williams et Hawkings sont mises en oeuvre pour plusieurs configurations. L'application à la cavité non compacte de Karamcheti permet d'appréhender les possibilités offertes en terme de gain numérique et d'analyse des sources de bruit.
Book Synopsis Développement d'une méthode de mesure de la masse volumique par diffusion Rayleigh appliquée à l'étude du bruit de jets, et contribution à l'étude du screech dans les jets supersoniques sous détendus by : Bertrand Mercier
Download or read book Développement d'une méthode de mesure de la masse volumique par diffusion Rayleigh appliquée à l'étude du bruit de jets, et contribution à l'étude du screech dans les jets supersoniques sous détendus written by Bertrand Mercier and published by . This book was released on 2017 with total page 162 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans ce travail de recherche, on présente des développements spécifiques de diagnostiques optiques et leur application à l'étude aéroacoustique des jets rapides à haut nombre de Reynolds. Les résultats expérimentaux présentés ici résultent de visualisation par strioscopie et, de manière prépondérante dans ce manuscrit, de mesure de masse volumique par diffusion Rayleigh. Ces méthodes de caractérisation d'écoulement, appliquées aux jets subsoniques ou supersoniques, ont été associées à des mesures de bruit en champ lointain. La mesure par diffusion Rayleigh, qui repose sur la lumière diffusée par les molécules constituantes du gaz, et n'est donc pas intrusive. Des difficultés apparaissent néanmoins pour exploiter les résultats lorsque le milieu diffusant contient des poussières. Bien que l'air des écoulements obtenu en soufflerie soit filtré, la quantité résiduelle de poussières a rendu nécessaire le développement d'une méthode de nettoyage du signal en post-traitement. Le niveau des signaux obtenus par diffusion Rayleigh est très faible, et dominé par du bruit appelé shot noise. Un gain significatif sur le niveau de ce bruit a été obtenu en optimisant la chaîne d'acquisition après analyse des systèmes existants. De plus une méthode de traitement du signal dérivée d'une méthode existante a permis de calculer des spectres de masse volumique malgré le shot noise avec un seul capteur, là où il en fallait deux auparavant. Les profils de p obtenus par cette technique ont montré qu'il existe une loi de similarité permettant de superposer les profils mesurés à différentes positions axiales. Cette loi est identique pour les jets issus de trois tuyères aux géométries différentes, et à des nombres de Mach de 0.7 et 0.9. Une loi de similarité est également observée pour p'rms si les profils sont mesurés suffisamment loin de la tuyère. L'étude des spectres dans la couche de mélange a mis en évidence un maximum faiblement marqué autour d'une fréquence centrale comprise entre St = 0:2 et St = 2 dans les régions mesurées, plus marqué que dans les spectres de vitesse, et dont le comportement diffère selon l'état initialement laminaire ou turbulent du jet. L'évolution de la forme des spectres en fonction de la différence de masse volumique entre le jet et le milieu ambiant, ainsi qu'en fonction du nombre de Mach, a également été étudiée. Une loi permettant de superposer les spectres a été définie empiriquement sur la plage de variation des différents paramètres. Des mesures simultanées entre l'acoustique en champ lointain et la masse volumique dans l'écoulement ont été réalisées pour un jet à Mj = 0:9 et un jet à Mj = 1:32. Ces résultats ont permis l'estimation de cohérences spectrales et de moyennes conditionnelles. Les résultats obtenus mettent en évidence la présence de structures liées au rayonnement acoustique dans une région située proche de l'axe du jet en aval du cône potentiel. Pour finir, une étude a été réalisée sur le screech dans les jets supersoniques sous-détendus. Elle a permis d'identifier la position de la source de la rétroaction acoustique pour les modes A1, A2, et B, ainsi que la structure du cycle de la boucle qui détermine les changements de fréquences observés aux sauts de modes.
Book Synopsis Etude numérique et expérimentale du bruit aérodynamique avec application aux jets ronds subsoniques by : Sébastien Barré
Download or read book Etude numérique et expérimentale du bruit aérodynamique avec application aux jets ronds subsoniques written by Sébastien Barré and published by . This book was released on 2006 with total page 170 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse a pour objectif le calcul direct du bruit rayonné par des jets ronds subsoniques à haut nombre de Mach et à nombre de Reynolds élevé. Un solveur L.E.S. en coordonnées cylindriques a été développé. La singularité des équations sur l'axe a été traitée numériquement tout en maintenant une précision de résolution élevée et l'évolution de la couche limite dans la tuyère est calculée. Une méthode de génération de la turbulence a été mise au point, afin d'obtenir des niveaux de fluctuations élevés en sortie de buse. Des mesures aérodynamiques et acoustiques ont ensuite été réalisées sur des jets subsoniques et supersoniques, pour construire une base de données servant à la validation des calculs. Deux jets ronds a Mach 0.9 ont finalement été simulés. L'un est turbulent en sortie de buse et l'autre est laminaire. Les champs aérodynamiques et acoustiques sont en très bon accord avec les mesures et le taux de turbulence a un effet notable sur le rayonnement des jets.
Book Synopsis Etude de jets supersoniques impactant une paroi par simulation numérique by : Romain Gojon
Download or read book Etude de jets supersoniques impactant une paroi par simulation numérique written by Romain Gojon and published by . This book was released on 2015 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est consacrée à l'étude des propriétés aéroacoustiques de jets supersoniques impactant une paroi par simulation des grandes échelles. Ces simulations sont réalisées à partir des équations de Navier-Stokes 3-D instationnaires compressibles exprimées pour des coordonnées cartésiennes ou cylindriques. Afin de résoudre ces équations, des schémas numériques de différenciation spatiale et d'intégration temporelle peu dispersifs et peu dissipatifs sont utilisés. Les écoulements étudiés étant supersoniques, une procédure de capture de choc est également implémentée afin de supprimer les oscillations de Gibbs de part et d'autre des chocs.Dans un premier temps, un jet rond libre et quatre jets ronds impactant une paroi avec un angle de 90 degrés sont simulés sur des maillages cylindriques. Ces jets sont supersoniques, sous-détendus, et sont caractérisés par un nombre de Reynolds calculé à partir du diamètre du jet de Re=60.000, et par un nombre de Mach parfaitement détendu de Mj=1.56. Les résultats du jet libre sont tout d'abord présentés. Ils sont comparés aux résultats de plusieurs études expérimentales et de modèles afin de valider l'approche numérique utilisée. Notamment, les différentes composantes acoustiques spécifiques aux jets sous-détendus comme le bruit de choc large-bande et le bruit de screech sont observées et analysées. Les résultats obtenus pour les quatre jets impactant une paroi sont ensuite examinés. Dans ce cas, la présence d'une boucle de rétroaction aéroacoustique entre les lèvres de la buse et la paroi est montrée. Pour finir, le comportement aérodynamique et aéroacoustique des jets est étudié, et comparé à différentes études numériques et expérimentales de la littérature. Quatre jets plans supersoniques idéalement détendus impactant une paroi avec un angle de 90 degrés sont ensuite calculés. Ils ont un nombre de Reynolds évalué à partir de la hauteur de la buse de Re=50.000 et un nombre de Mach de Mj=1.28. Une boucle de rétroaction aéroacoustique entre la buse et la paroi est de nouveau mise en évidence. Une combinaison de modèles associant un modèle d'onde stationnaire aérodynamique-acoustique et un modèle de stabilité de jet plan 2-D avec des couches de mélange infiniment minces est alors proposée. Ce modèle permet de déterminer à la fois les fréquences les plus probables de la boucle de rétroaction aéroacoustique et leurs natures plane ou sinueuse.Enfin, les simulations de deux jets plans supersoniques impactant une paroi avec des angles de 60 et 75 degrés sont réalisées grâce à l'utilisation de deux maillages cartésiens, par une méthode de recouvrement de maillages. Les modifications des propriétés de la boucle de rétroaction aéroacoustique lorsque l'angle d'impact dévie de 90 degrés sont ainsi étudiées.
Book Synopsis Caractérisation statistique des sources aéroacoustiques en jets supersoniques par vélocimétrie laser à effet Doppler by : Franck Kerhervé
Download or read book Caractérisation statistique des sources aéroacoustiques en jets supersoniques par vélocimétrie laser à effet Doppler written by Franck Kerhervé and published by . This book was released on 2004 with total page 248 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le travail présenté s'inscrit dans le contexte particulier des écoulements en régime supersonique à l'origine de niveaux de bruit très importants et pouvant induire des phénomènes de vibrations significatives des structures solides présentes dans le champ acoustique rayonné. L'étude préalable de techniques de réduction de bruit et des mécanismes vibro-acoustiques nécessite, entre autres, une connaissance rigoureuse du bruit rayonné ainsi que de ces différentes sources. Pour un écoulement libre quelconque, une approche possible d'estimation du bruit généré consiste à relier la dynamique du champ turbulent intrinsèque de l'écoulement au champ acoustique rayonné. Ceci est rendu possible grâce au concept d'{\it analogie aéroacoustique} proposé initialement par Lighthill (1952). La détermination des organisations spatiale et temporelle du champ turbulent à partir d'un tenseur de corrélation des fluctuations de vitesse permet de rendre compte, statistiquement, de l'évolution au sein de l'écoulement des mécanismes de conversion de l'énergie cinétique turbulente en énergie acoustique et indirectement, de celle des sources aéroacoustiques. Des mesures par Vélocimétrie Laser à Effet Doppler (technique de mesure optique) en jets supersoniques successivement froid et chaud sont ainsi ici réalisées afin de déterminer une des composantes principales de ce tenseur de corrélation. Une modélisation simplifiée du tenseur, basée sur l'estimation d'échelles spatiales et temporelles dites intégrales et caractéristiques des mécanismes sources, est ensuite proposée dans la cas d'une turbulence homogène. La composition spectrale du champ turbulent dans le cas du jet supersonique froid est également ici rapportée et renseigne sur sa dynamique. Ces données expérimentales sont finalement couplées à un code de calculs aéroacoustiques dans le but de prédire le spectre d'intensité acoustique rayonné par un jet supersonique chaud.
Book Synopsis Modélisation du bruit de mélange turbulent d'un jet libre supersonique chaud by : Wilfrid Raguenet
Download or read book Modélisation du bruit de mélange turbulent d'un jet libre supersonique chaud written by Wilfrid Raguenet and published by . This book was released on 1998 with total page 165 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'OBJECTIF DE LA THESE CONSISTE EN LA MODELISATION DU BRUIT DE MELANGE D'UN JET SUPERSONIQUE CHAUD. ON REALISE LE CALCUL ACOUSTIQUE A PARTIR DE L'ESTIMATION DU CHAMP AERODYNAMIQUE ET D'UNE ANALOGIE ACOUSTIQUE. LE CHAMP AERODYNAMIQUE EST ESTIME A PARTIR DES RESULTATS FOURNIS PAR UN CODE DE MECANIQUE DES FLUIDES FERME PAR UN MODELE DE TURBULENCE K-. L'ANALOGIE ACOUSTIQUE EST FONDEE SUR LA RESOLUTION DE L'EQUATION DE LILLEY. CETTE APPROCHE SE HEURTE A DEUX DIFFICULTES MAJEURES. LA PREMIERE DIFFICULTE APPARAIT LORS DU CALCUL DE LA FONCTION DE GREEN ASSOCIEE A L'EQUATION DE LILLEY. POUR DES VITESSES SUPERSONIQUES, L'EQUATION DEFINISSANT LA FONCTION DE GREEN DEVIENT SINGULIERE AU POINT OU LE FACTEUR DOPPLER S'ANNULE ; SA RESOLUTION EST IMPOSSIBLE PAR DES METHODES NUMERIQUES CLASSIQUES. ON DEVELOPPE DONC DEUX METHODES POUR S'AFFRANCHIR DE CETTE SINGULARITE. L'UNE FAIT INTERVENIR LES PREMIERS TERMES DU DEVELOPPEMENT LIMITE DE LA SOLUTION AU VOISINAGE DU ZERO, L'AUTRE EST UNE SOLUTION ANALYTIQUE EXACTE. LA MODELISATION STATISTIQUE DU TERME SOURCE CONSTITUE LA SECONDE DIFFICULTE DE L'APPROCHE CHOISIE. ON RETIENT LA GRANDEUR DEPLACEMENT POUR REPRODUIRE L'ORIGINE DU CHAMP ACOUSTIQUE, QUI APPARAIT COMME PLUS NATURELLE DANS LE FORMALISME DEVELOPPE. LES PROPRIETES STATISTIQUES DU DEPLACEMENT SONT MODELISEES DE MANIERE CLASSIQUE. LE CALCUL DE LA FONCTION DE GREEN ASSOCIEE A L'EQUATION DE LILLEY ET LA MODELISATION DU TERME SOURCE NOUS PERMETTENT D'ELABORER UN MODELE DE PREVISION ACOUSTIQUE (CODE DUNE) INDEPENDANT DU REGIME DE VITESSE ET DE TEMPERATURE DE L'ECOULEMENT. LA VALIDATION DE LA MODELISATION EST REALISEE AU TRAVERS DE JETS LIBRES CIRCULAIRES SUPERSONIQUES CHAUDS EXPERIMENTES DANS LA SOUFFLERIE ANECHOIQUE CEPRA 19 (U#J#E#T/C#J#E#T = 1,4 ; T#J#E#T/T#0 = 2) D'UNE PART, D'AUTRE PART DANS LE BANC MARTEL (U#J#E#T/C#J#E#T = 2,8 ; T#J#E#T/T#0 = 2,7). LES SIMULATIONS SEMBLENT CONFIRMER, PAR LEUR QUALITE, LE BIEN-FONDE DU MODELE ADOPTE. ON PEUT ESTIMER, AU VU DES RESULTATS, QUE LE CODE DUNE PREVOIT CORRECTEMENT LA DIRECTIVITE ET LE SPECTRE DE PUISSANCE ACOUSTIQUE D'UN JET LIBRE SUPERSONIQUE. LES SIMULATIONS METTENT EN EVIDENCE L'IMPORTANCE DU RAYONNEMENT DES ONDES DE MACH SUR LE CHAMP ACOUSTIQUE.
Book Synopsis Étude numérique du bruit de jet rayonné par les structures cohérentes de la turbulence by : François Bastin
Download or read book Étude numérique du bruit de jet rayonné par les structures cohérentes de la turbulence written by François Bastin and published by . This book was released on 1995 with total page 154 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: On propose une approche numérique originale de la prévision du bruit de jet, basée sur l'hypothèse que le rayonnement acoustique de l'écoulement est principalement dû à la contribution des structures cohérentes de la turbulence. On utilise pour cela un modèle de turbulence semi-déterministe qui permet d'obtenir les fluctuations cohérentes de l'écoulement tandis que les fluctuations aléatoires sont modélisées. Pour évaluer le bruit produit, on utilise ensuite l'analogie de Lighthill. La formulation choisie, exprimée dans l'espace de Fourier, est associée à une interprétation géométrique du processus de rayonnement dans le plan des nombres d'onde et des fréquences qui s'avère un outil puissant pour l'analyse des résultats acoustiques, présentés ici pour un jet plan subsonique et deux jets plans supersoniques
Book Synopsis Etude de méthodes numériques et de modèles physico-chimiques pour des écoulements hypersoniques réactifs by : Jean-Luc Verant
Download or read book Etude de méthodes numériques et de modèles physico-chimiques pour des écoulements hypersoniques réactifs written by Jean-Luc Verant and published by . This book was released on 1990 with total page 472 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES RENTREES HYPERSONIQUES, PLANANTES OU BALISTIQUES, SONT LE SIEGE DE PHENOMENES THERMODYNAMIQUES IMPORTANTS METTANT EN JEU DES ENERGIES CONSIDERABLES. IL EST NECESSAIRE D'EVALUER DES METHODES NUMERIQUES QUI PUISSENT TENIR COMPTE DES SPECIFICITES DES ECHANGES INTERNES DU GAZ EN RELAXATION CHIMIQUE DONT LES TEMPS CARACTERISTIQUES, TRES FAIBLES, SONT TRES CONTRAIGNANTS POUR LA STABILITE DES SCHEMAS ETUDIES. L'INTRODUCTION DES EFFETS DE DESEQUILIBRE CHIMIQUE DANS UN MELANGE D'ESPECES NEUTRES EST EFFECTUEE DANS LA MODELISATION DES EQUATIONS DE COUCHE LIMITE ET CELLES DE NAVIER-STOCKES PARABOLISEES. DANS UN PREMIER TEMPS, LA SIMULATION DE LA COUCHE LIMITE EST DEVELOPPEE A PARTIR DES EQUATIONS PRENANT EN COMPTE LE CARACTERE DISSOCIATIF DU MELANGE GAZEUX. UNE METHODE NUMERIQUE AUX VOLUMES FINIS IMPLICITE EST APPLIQUEE AU SYSTEME CONSERVATIF. L'EXEMPLE D'APPLICATION EST CELUI D'UNE COUCHE LIMITE A SYMETRIE AXIALE SUR LE MEDECIN INTRADOS D'UNE MAQUETTE D'HERMES94 DANS DES PROCHES CONDITIONS D'ECOULEMENT DE LA SOUFFLERIE HYPERSONIQUE F4. LE DEUXIEME NIVEAU DE MODELISATION ET D'APPROXIMATION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOCKES EST OBTENU EN DEVELOPPANT UN SYSTEME D'EQUATIONS PNS APPLIQUE A DES ECOULEMENTS SUPERSONIQUES, TANDIS QUE LES EQUATIONS SONT MODIFIEES DANS LA ZONE SUBSONIQUE. CECI PERMET LE CALCUL DU CHAMP ENTRE LE CORPS ET LE CHOC PAR LA TECHNIQUE DE MARCHE EN ESPACE DANS LA DIRECTION DE L'ECOULEMENT. LA METHODE NUMERIQUE UTILISE UN SCHEMA AUX VOLUMES FINIS, IMPLICITE PAR LINEARISATION DES FLUX. UNE APPROCHE DE TYPE TVD EST OPEREE SUR LES FLUX DE FLUIDE PARFAIT DANS LA DIRECTION TRANSVERSALE DE L'ECOULEMENT. LES CAS ETUDIES VALIDENT LE SCHEMA NUMERIQUE AINSI QUE LES HYPOTHESES PHYSIQUES INTRODUITES: COMPARAISONS AVEC DES CALCULS NAVIER-STOKES INSTATIONNAIRES MODELISES EN DESEQUILIBRE CHIMIQUE. LA SIMULATION DU CHAMP COMPLET EN DESEQUILIBRE CHIMIQUE DANS LE PLAN DU MERIDIEN INTRADOS DE LA MAQUETT
Book Synopsis Etude expérimentale de la contribution des sources d'origine thermique à l'émission acoustique des jets supersoniques by : Yann Marchesse
Download or read book Etude expérimentale de la contribution des sources d'origine thermique à l'émission acoustique des jets supersoniques written by Yann Marchesse and published by . This book was released on 2001 with total page 177 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de la thèse consiste en l'étude expérimentale du rôle de la température sur le rayonnement acoustique des jets supersoniques. Dans une première étude, on analyse de façon globale les effets de la température sur le bruit de cinq jets ayant des vitesses de jet parfaitement détendu identiques pour des températures différentes (niveau de puissance acoustique global, directivité et analyse spectrale). On examine ainsi les contributions acoustiques des diverses sources sonores en fonction de la température du jet. L'influence de celle-ci sur l'efficacité de la technique d'injection d'eau comme moyen de réduction sonore est par ailleurs étudiée sur ces jets. On s'interesse ensuite aux valeurs de températures moyennes et fluctuantes locales dans ce type de jets. Pour cela, on développe la méthode optique Schlieren basée sur des mesures de déviations angulaires de faisceaux lumineux à travers l'écouLes travaux réalisés dans le cadre de cette étude ont eu pour objectif de quantifier les performances propulsives d'un moteur à détonations pulsées (moteur à réaction à fonctionnement alternatif) et d'aborder sa configuration aérobie. L'étude des performances propulsives (impulsion spécifique, poussée) a été réalisée avec le mélange C2H4 - O2, l'usage du mélange H2 - air étant restreint au démonstrateur aérobielement et permettant la mesure d'indices de réfraction. La température est obtenue à partir de l'inversion d'une équation intégrale type Abel, de la relation de Gladstone et de la relation d'état des gaz parfaits. Les températures quadratiques sont quant à elles estimées à l'aide de calculs statistiques sur les déviations angulaires mesurées. Cette méthode est dans un premier temps validée sur un écoulement subsonique pour lequel les mesures issues de la méthode optique sont comparées à celles obtenues avec un thermocouple. La méthode Schlieren est finalement appliquée sur les cinq jets dont les conditions sont proches de celles présentes sur les lanceurs spatiaux. Dans le cas du jet parfaitement détendu, les résultats ainsi obtenus sont comparés à des calculs numériques.
Book Synopsis Modélisation du rayonnement acoustique des écoulements turbulents libres subsoniques et supersoniques by : Christophe Bailly
Download or read book Modélisation du rayonnement acoustique des écoulements turbulents libres subsoniques et supersoniques written by Christophe Bailly and published by . This book was released on 1994 with total page 170 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: On s'intéresse dans ce travail à la prévision numérique du bruit rayonné par des écoulements turbulents libres subsoniques et supersoniques. Dans une première partie, on présente une modélisation statistique avec une résolution intégrale de l'équation de Lighthill. On développe deux modélisations pour des écoulements turbulents libres possédant un nombre de mach convectif soit subsonique, soit supersonique. Le calcul du champ moyen est effectué par résolution des équations de Navier-Stokes moyennées, avec un modèle de turbulence compressible k-epsilon. Dans une seconde partie, on utilise les équations d'Euler linéarisées autour d'un écoulement moyen stationnaire pour calculer le rayonnement acoustique. Le champ moyen est déterminé par résolution des équations de Navier-Stokes moyennées, alors que l'on utilise un champ spatio-temporel synthétique pour la turbulence. Le système forme par les équations d'Euler linéarisées et leurs termes sources est résolu numériquement. Sur un plan pratique, les développements réalisés ici sont déjà utilisés pour la prévision aéroacoustique dans des systèmes industriels
Book Synopsis Simulation du bruit d'écoulements anisothermes par méthodes hybrides pour de faibles nombres de Mach by : Cyril Nana
Download or read book Simulation du bruit d'écoulements anisothermes par méthodes hybrides pour de faibles nombres de Mach written by Cyril Nana and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude porte sur le calcul numérique du champ acoustique rayonné par des écoulements subsoniques turbulents présentant des inhomogénéités de température. Des méthodes hybrides sont développées grâce à un développement de Janzen-Rayleigh des équations de Navier-Stokes. L'écoulement est résolu par un calcul quasi incompressible puis les perturbations acoustiques sont propagées selon deux méthodes : les équations d'Euler linéarisées (EEL) et l'approximation à faible nombre de Mach perturbée(PLMNA). Les méthodes sont validées sur des cas simples puis appliquées à une couche de mélange isotherme et anisotherme en développement spatial.
Book Synopsis Contribution expérimentale à l'identification des sources de bruit des jets subsoniques et supersoniques chauds by : Xavier Robin
Download or read book Contribution expérimentale à l'identification des sources de bruit des jets subsoniques et supersoniques chauds written by Xavier Robin and published by . This book was released on 2010 with total page 178 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le travail présenté dans ce mémoire est relatif au bruit intense émis par le lanceur Ariane V au décollage qui est susceptible d’endommager les charges utiles présentes dans la coiffe du lanceur. L’objectif est d’apporter des éléments nouveaux à la compréhension des phénomènes aérodynamiques à l’origine du bruit émis par les jets subsoniques et supersoniques chauds. Deux études expérimentales sont menées dans ce but. La première s’intéresse à l’influence de la température du jet sur le rayonnement sonore en champ lointain. Les informations concernant les fluctuations de température dans de tels écoulements sont difficiles à obtenir. C’est pourquoi une méthode expérimentale innovante, la Fluorescence Induite par Laser Plan (PLIF) avec acétone, est testée sur des écoulements faiblement subsoniques afin de mieux cerner les possibilités et les limites de la technique. L’application à des écoulements de nombre de Mach plus importants est ensuite discutée. L’autre étude expérimentale est réalisée au banc MARTEL sur deux jets supersoniques chauds, simulant les conditions du lanceur Ariane V au décollage. Les deux jets ont des conditions génératrices équivalentes, mais l’un est adapté et l’autre est non-adapté. L’objectif est de mettre en évidence l’influence des cellules de choc sur le champ sonore rayonné et d’étudier les mécanismes sources de bruit. A cet effet, une méthode causale reliant les fluctuations de vitesse au sein de l’écoulement et le bruit mesuré en champ lointain est appliquée. Les corrélations uʹ-pʹ mettent en évidence une relation forte entre certaines zones des écoulements et le champ sonore rayonné à des angles d’observation proches de l’axe des jets, à savoir les zones de mélange situées à la fin du cône potentiel et les couches de mélange mais aussi la zone supersonique et les cellules de choc pour le jet non-adapté.
Book Synopsis Méthodes théoriques d'étude des écoulements supersoniques by : P. Carrière
Download or read book Méthodes théoriques d'étude des écoulements supersoniques written by P. Carrière and published by . This book was released on 1957 with total page 272 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Calcul de bruit rayonné par une singularité placée dasn un écoulement by : Patrick Blanc
Download or read book Calcul de bruit rayonné par une singularité placée dasn un écoulement written by Patrick Blanc and published by . This book was released on 1996 with total page 153 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA PRESENCE INEVITABLE DE SINGULARITES DANS LES CIRCUITS FLUIDES EST SUSCEPTIBLE D'ENGENDRER, A PARTIR DES PERTURBATIONS CAUSEES SUR L'ECOULEMENT, DES NIVEAUX DE BRUIT IMPORTANTS. L'EQUATION DE LIGHTHILL DECRIT LES MECANISMES DE TRANSFERT ENTRE UNE ZONE DE TURBULENCE DEVELOPPEE ET LES FLUCTUATIONS DE PRESSIONS ACOUSTIQUES. SA RESOLUTION, DANS LE CAS D'UNE CONDUITE INFINIMENT RIGIDE, POUR DES FREQUENCES INFERIEURES A LA FREQUENCE DE COUPURE, PERMET DE MONTRER QUE LA PUISSANCE ACOUSTIQUE RAYONNEE EST DIRECTEMENT PROPORTIONNELLE A LA DENSITE SPECTRALE DU PRODUIT DES VITESSES INSTANNEES DE L'ECOULEMENT. L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST LA REALISATION D'UN MODELE NUMERIQUE QUI PUISSE QUANTIFIER CE TRANSFERT TURBULENCE-ACOUSTIQUE A PARTIR DE RESULTATS FOURNIS PAR DES CODES DE MECANIQUE DES FLUIDES DE TYPE INDUSTRIEL. CES LOGICIELS RESOLVENT LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES EN UTILISANT UN MOYENNAGE STATISTIQUE DES FLUCTUATIONS DE L'ECOULEMENT, LA PERTE D'INFORMATION CAUSEE PAR CE MOYENNAGE IMPOSE ALORS DE DEVELOPPER UN MODELE D'EVOLUTION SPATIO-TEMPORELLE DU PRODUIT DES VITESSES. L'ENSEMBLE DES RESULTATS MONTRE QUE LA METHODE PERMET D'APPREHENDER QUALITATIVEMENT MAIS AUSSI QUANTITATIVEMENT LE BRUIT GENERE PAR UNE SINGULARITE D'ECOULEMENT.
Book Synopsis Écoulements supersoniques hors équilibre by : Jean-Charles Mombo-Caristan
Download or read book Écoulements supersoniques hors équilibre written by Jean-Charles Mombo-Caristan and published by . This book was released on 1989 with total page 148 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Diverses techniques non intrusives de diagnostics laser sont étudiées et appliquées aux mesures de grandeurs macroscopiques et microscopiques locales, dans les jets supersoniques libres (JSL) axisymétriques. La technique de déviation de faisceau laser, couplée à l'inversion mathématique d'Abel, permet, dans une expérience totalement automatisée et pilotée par ordinateur, de mesurer des densités locales dans des JSL d'argon (Ar) et d'azote (N2), y compris dans l'onde de choc latérale et le disque de Mach. Des comparaisons avec des résultats de calculs résultant de la méthode à trois caractéristiques, montrent un accord satisfaisant. Cette technique s'avère être une bonne méthode de diagnostic de défauts de fabrication de tuyère. Des expériences d'émission Raman spontanée intra-cavité et d'absorption infra-rouge permettent de mesurer des populations rotationnelles locales dans des JSL de monoxyde de carbone (CO) plus ou moins dilué dans de l'hélium (He); des distributions hors équilibre sont mises en évidence pour certaines conditions génératrices. Dans le cadre d'un projet de laser ultra-violet de transfert d'énergie vibration-électronique CO/NO, des expériences de tube à chocs suivi d'une détente supersonique en tuyère, sont effectuées ; un code de calcul numérique couplant les équations de mécanique des fluides non visqueux en écoulement quasi monodimensionel aux équations de cinétiques des échanges vibration-vibration (V-V) et vibration-translation (V-T) est mis au point. Des résultats numériques, pour des écoulements supersoniques de mélanges de CO et Ar, prédisent les distributions vibrationnelles hors équilibre observées expérimentalement par plusieurs auteurs de la littérature scientifique. L'influence de la géométrie de la tuyère et des conditions génératrices sur le degré d'excitation vibrationnelle en fin d'expansion est discutée. L'oxyde nitrique (NO) est injecté en fin de détente dans la tuyère ; les collisions inélastiques entre CO excité vibrationnellement et NO, produisent NO excité électroniquement. Le gain laser et l'intensité laser de la bande de transition électronique β de NO, sont évalués dans la zone de la cavité laser située en aval des injecteurs de NO.
Book Synopsis Etude expérimentale de l'instabilité et de l'émission acoustique de jets supersoniques sous-détendus by : Abdul Makhsud
Download or read book Etude expérimentale de l'instabilité et de l'émission acoustique de jets supersoniques sous-détendus written by Abdul Makhsud and published by . This book was released on 1996 with total page 109 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ANALOGIE EXISTANT ENTRE LA PROPAGATION DES VAGUELETTES A LA SURFACE LIBRE D'UN LIQUIDE PESANT AVEC LA PROPAGATION DES ONDES ACOUSTIQUES DANS UN GAZ COMPRESSIBLE EST UTILISEE POUR ETUDIER LES PHENOMENES AEROACOUSTIQUES DE JETS SUPERSONIQUES SOUS-DETENDUS. EN PARTICULIER, ON MESURE LES FLUCTUATIONS DE NIVEAU D'EAU CORRESPONDANT A UN FACTEUR PRES AUX FLUCTUATIONS DE PRESSION DU GAZ. CETTE MESURE SE FAIT AVEC UNE METHODE OPTIQUE NON-INTRUSIVE, CE QUI PERMET DE DETERMINER LE CHAMP DE PRESSION ACOUSTIQUE SANS PERTURBER L'ECOULEMENT. ON S'INTERESSE AU BRUIT DE HURLEMENT, LIE A L'EXISTENCE DE CELLULES DE CHOC DES JETS FONCTIONNANT EN REGIME NON-ADAPTE. SI L'EXISTENCE DE CES CELLULES EST UNE CONDITION NECESSAIRE A L'APPARITION DE CE BRUIT, ELLE N'EST PAS SUFFISANTE. L'ETUDE A MONTRE QUE L'INTENSITE DE HURLEMENT EST ETROITEMENT LIEE A UN GRADIENT DE PRESSION LOCAL SITUE A L'AMONT DE LA FIN DE LA DEUXIEME CELLULE. ON MONTRE QUE LA FREQUENCE DE HURLEMENT EST LIEE A DES ONDES ACOUSTIQUES SE PROPAGEANT VERS L'AVAL A L'INTERIEUR DE LA COUCHE DE CISAILLEMENT ET VERS L'AMONT DANS LE MILIEU AMBIANT. CELA APPARAIT CONTRAIRE AUX THEORIES EXISTANTES QUI CONSIDERENT QU'UNE PARTIE DU CYCLE EST CONSTITUEE PAR DES ONDES D'INSTABILITE ET NON PAR UNE ONDE ACOUSTIQUE
