Study of perforated liners for aeronautics - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Study of perforated liners for aeronautics

Étude de traitements acoustiques perforés pour l'aéronautique

Résumé

The Helmholtz resonator, through its simplicity and efficiency, is the most widespread technology employed in acoustic treatments. Perforated liners are a simple way to manufacture and integrate these resonators at an industrial scale. In this thesis, micro-perforated liners, allowing to reduce the sound emissions from a turbofan and its flow drag, are studied. The domain of validity of the existing models excludes these liners, with a perforation diameter below one millimeter. For this reason, the author proposes, in this doctoral thesis, both to evaluate and upgrade these models especially when it comes to micro-perforated treatments. We start by studying the visco-thermal losses in the linear regime without flow, relaxing some hypotheses and developing an accurate numerical model, shown to be computationally efficient. In parallel, an analysis of the dissipation rate is presented. Then, our framework extends to the non-linear regime in which we modify the model from Guess with an iterative procedure, which is essential to obtain accurate impedance predictions. The last chapters focus on the non-linear regime with flow with an empirical investigation consistent with existing works. A sensitivity analysis is finally presented, which provides more insight on the quantities impacting the most the impedance in the presence of shear flow.
Le principe du résonateur de Helmholtz, par sa simplicité et son efficacité, est la technologie la plus répandue pour jouer le rôle d’absorbant acoustique. Les revêtements perforés sont un moyen simple de fabriquer et d’intégrer ces résonateurs à l’échelle industrielle. Les revêtements micro-perforés, ayant un diamètre de perforation inférieur au millimètre, permettent d’atténuer les émissions sonores des turboréacteurs tout en réduisant leur trainée aérodynamique. Pourtant, les modèles existants échouent encore à la prédiction des performances de ces revêtements. Pour cette raison, l’auteur propose, dans cette thèse de doctorat, d’évaluer et d’enrichir ces modèles afin d’étendre leur domaine de validité aux traitements microperforés. La thèse commence par l’étude des pertes visco-thermiques dans le régime linéaire sans écoulement en relâchant certaines hypothèses et en développant un modèle numérique précis et peu coûteux numériquement. Une analyse du taux de dissipation est également présentée. Par la suite, notre analyse s’étend au régime non-linéaire dans lequel le modèle de Guess est modifié avec une procédure itérative, qui s’avère être essentielle pour l’obtention d’une impédance précise. La fin de la thèse s’articule sur les effets non-linéaire en présence d’écoulement par une étude empirique cohérente avec la littérature. Finalement, une analyse de sensibilité permet de mettre en évidence les quantités effectives impactant le plus l’impédance en présence d’écoulement.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03247946 , version 1 (03-06-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03247946 , version 1

Citer

Robin Billard. Study of perforated liners for aeronautics. Acoustics [physics.class-ph]. Le Mans Université, 2021. English. ⟨NNT : 2021LEMA1012⟩. ⟨tel-03247946⟩
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