Simulation du bruit d'écoulements anisothermes par méthodes hybrides pour de faibles nombres de Mach

Noise computation of non isothermal flows by hybrid methods for low Mach numbers

• Auteur / Autrice : Cyril Nana
• Direction : Christian Prax, David Marx
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des milieux fluides - Acoustique
• Date : Soutenance le 20/09/2012
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie des matériaux, mécanique, énergétique et aéronautique (Poitiers ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Pôle poitevin de recherche pour l'ingénieur en mécanique, matériaux et énergétique - PPRIMME (Poitiers)
• Partenaire(s) de recherche : faculte : École nationale supérieure d'ingénieurs (Poitiers ; 1984-....)
• Jury : Président / Présidente : Christian Tenaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christian Prax, David Marx, Éric Lamballais, Véronique Fortuné, Florent Margnat
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christophe Bailly, Franck Nicoud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Température atmosphérique

Mach, Nombre de

Euler, Équations d'

Simulation par ordinateur

Aéroacoustique

Mots clés libres

Aéroacoustique numérique

Méthodes hybrides

Équations d'Euler linéarisées

Faible nombre de Mach

Écoulements anisothermes

Termes sources acoustiques

Couche de mélange

Computational aeroacoustics

Hybrid methods

Linearized Euler's equations

Low Mach number

Non isothermal flows

Acoustic source terms

Mixing layer

Résumé

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.

This study focuses on the numerical calculation of the acoustic field radiated by subsonic turbulent flows with temperature inhomogeneities. Hybrid methods are developed through a Rayleigh-Janzen expansion of the Navier-Stokes equations. The flow is solved in a quasi-incompressible way then the acoustic disturbances are propagated by two methods : the linearized Euler's equations (EEL) and the perturbed low Mach number approximation (PLMNA). The methods are validated on simple cases and then applied to an isothermal and non isothermal spatially evolving mixing layer.