Evaluation du bruit hydrodynamique sur une antenne linéaire remorquée

par Stéphane Monte

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Pierre Sagaut.

Soutenue en 2013

à Paris 6 .


  • Résumé

    La présente étude est portée sur l'estimation de la pression pariétale le long d'un cylindre. L'écoulement ce fait le long d'un cylindre dont le rapport longueur sur rayon est très grand. L'exemple le plus commun d'un tel écoulement est l'application à une antenne linéaire remorquée. Pour des raisons d'encombrement, le rayon de l'antenne doit être la plus petite possible. La pression pariétale est l'une des sources principales de bruit. Les observations montrent que lorsque le rayon de l'antenne diminue, le bruit hydrodynamique augmente. Lorsque le rapport signal sur bruit est faible, le sonar devient inefficace. Une compréhension plus profonde des effets de courbure sur l'écoulement a été entreprise au cours de cette thèse. Afin de calculer les sources de bruit hydrodynamique de manière rapide et efficace, les corrélations de pression sont calculées en résolvant l'équation de Poisson à l'aide de la fonction de Green. Les corrélations de pression peuvent alors s'exprimer en la fonction de Green, la vitesse moyenne, mais aussi le tenseur des corrélations de vitesse en deux points deux temps. Cependant, les corrélations de vitesses ne sont pas directement accessibles à partir de simulations RANS. En utilisant un modèle introduit par Zhao et al. , modèle dit elliptique, les corrélations de vitesse en deux points deux temps ont été exprimées. Il est alors possible de calculer les corrélations de pression pariétale à l'aide de simples calculs RANS. Les résultats obtenus montrent un très bon accord avec les données issues de la littérature. De plus, le choix de la méthode de calcul de la pression pariétale fluctuante permet d'élargir le spectre des données bibliographiques.

  • Titre traduit

    Evaluation of the noise hydrodynamics on a dragged linear antenna


  • Résumé

    Axisymmetric turbulent boundary layers along a long circular cylinder are studied in the present paper. A important example of such flows is that of towed sonar arrays. To design correctly a towed array, it is important to consider the pressure fluctuations generated by the turbulent flow around the cylinder. A towed sonar array is a linear cylinder with a very large length L, to radius, a ratio. With a ratio such as L/a<<10000, transverse curvature effects can not be neglected and flat plate based models are not relevant to describe correctly the pressure fluctuations. The present investigation suggests a new way of computing the pressure spectra along the surface on a cylinder using only Reynolds Average Navier-Stokes (RANS) simulation data. The model presented is an extension of Peltier et al. Of computation of pressure correlations to axisymmetric flows. After an appropriate modelisation and validation of the two points velocity correlation, pressure correlation can be computed. Result from the presented model show a very good agreement withg expriences and numerical works. After the validation of the pressure spectrum, an exploration at higher Reynolds number is presented in order to better understand pressure fluctuation on real towed array.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (251 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.243-251

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  • Cote : T PARIS 6 2013 731
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