Puffs turbulents en conduites carrées : rayonnement acoustique et effets de courbure
Auteur / Autrice : | Leonardo Rigo |
Direction : | Xavier Gloerfelt, Damien Biau |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Acoustique (AM) |
Date : | Soutenance le 16/11/2020 |
Etablissement(s) : | Paris, HESAM |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de Dynamique des Fluides (Paris) - Laboratoire de Dynamique des Fluides (Paris) |
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Régis Marchiano |
Examinateurs / Examinatrices : Xavier Gloerfelt, Damien Biau, Laurette S. Tuckerman, Christophe Schram, Yohann Duguet | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Laurette S. Tuckerman, Christophe Schram |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
L'apparition de la turbulence dans une conduite à faible nombre de Reynolds se localise sous la forme de puffs turbulents.Dans la littérature, les puffs sont classiquement étudiés dans des conditions nominales, qui correspondent à un écoulement incompressible dans une conduite droite de section circulaire.Cette thèse vise à étudier l'influence de faibles variations par rapport à ces conditions nominales. En particulier, on considère une conduite de section carrée et on introduit une faible courbure d'une part et on étudie le rayonnement acoustique d'autre part.Dans une première partie les caractéristiques du puff dans une conduite carrée sans courbure et sans effet de compressibilité sont présentées.Dans une seconde partie, les effets de courbure sont analysés à partir d'un modèle d'équations obtenu par une analyse dimensionnelle.Le modèle est validé pour des écoulements laminaires; les comparaisons par rapport à des données numériques et expérimentales de la littérature sont satisfaisantes.Le puff turbulent est calculé en utilisant deux systèmes d'équations couplés basés sur une séparation d'échelles. Les caractéristiques du puff turbulent sont qualitativement en accord avec les données publiées.Enfin, le bruit en champ lointain généré par le puff est calculé à l'aide d'une analogie acoustique, ce qui permet d'exclure un rôle possible de l'acoustique dans l'interaction à grande échelle entre les puffs.Cette étude fournit par ailleurs des résultats sur le rôle des contraintes visqueuses dans la génération de bruit.Cette configuration est en effets un cas très bien posé, car les effets des composantes visqueuses sur l'acoustique sont mieux visibles à faibles nombres de Mach et de Reynolds.