Simulations numériques d'écoulements compressibles : application à l'aéroacoustique des jets

Numerical simulations of compressible flows. : application to the aeroacoustics of jets

• Auteur / Autrice : Lionel Gamet
• Direction : Jean-Luc Estivalèzes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Toulouse, ENSAE

Mots clés

Mots clés contrôlés

Volumes finis, Méthodes de

Navier-Stokes, Équations de

Mots clés libres

Mécanique fluide numérique

équation Navier Stokes

Turbulence homogène

Turbulence isotrope

Couche mélange

Jet circulaire

Champ écoulement

Bruit aérien

Méthode volume fini

Génération maille

Résumé

Les équations de Navier-Stokes tridimensionnelles appliquées à des géométries cartésiennes et cylindriques, sont résolues numériquement à l'aide d'un code de calcul en volumes finis basé sur un schéma intérieur de macCormack du second ordre en temps et du quatrième ordre en espace. Des conditions aux limites non-réfléchissantes du type Thompson ou Giles sont appliquées aux frontières libres des domaines de calcul. La modélisation des échelles sous-mailles est effectuée à l'aide d'un modèle à fonction de structure. Le code de calcul ainsi défini est testé dans un premier temps sur divers types d'écoulements, comme des cas de décroissance de turbulence homogène isotrope, des zones de mélange spatiale (2D) et temporelles (3D), des jets ronds temporels (3D). Des comparaisons sont faites avec d'autres simulations, des études théoriques et des données expériementales. Une méthode intégralle de Kirchhoff, basée sur une simple intégrale sur une surface englobant les sources sonores du milieu fluide (lesquelles sont déterminées par une simulation directe ou des grandes échelles en champ proche) a été ensuite implémentée pour estimer le champ lointain de pression acoustqiue. La méthode est appliquée au calcul de bruits de jets, et les résultats sont comparés à des études expérimentales et à d'autres simulations.