Caractérisation du bruit tonal d'un banc USF en soufflerie par modélisation, simulation numérique et technique d'antennerie

Characterization of the tonal noise for USF's test bench in wind-tunnel by modelling, numerical simulation and beamforming technique

• Auteur / Autrice : Vincent Dayde-thomas
• Direction : Xavier Gloerfelt
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Inscription en doctorat le 01/06/2022
• Etablissement(s) : Paris, HESAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : DynFluid - Laboratoire de dynamique des fluides
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Compressibles, Turbulence & Acoustique
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)

Mots clés

Mots clés libres

Aéroacoustique

Modèle de sources

Méthode d'antennerie

Bruit d'hélice

Hélice non carénée

Effets d'installation

Aeroacoustics

Sources model

Beamforming techniques

Fan Noise

Unducted Single Fan

Installation effects

Résumé

L'intégration d'un système de propulsion à base de soufflante non carénée unique sur un aéronef, l'USF (Unducted Single Fan) vise à diminuer la consommation de carburant tout en conservant les performances d'un turboréacteur. En contrepartie, les sources de bruits des aubes peuvent rayonner plus librement en l'absence de carénage. En vue de caractériser cette nouvelle architecture motrice, un banc existant va être adapté en configuration USF pour des essais aérodynamiques et acoustiques. En partenariat avec Safran Aircraft Engine, cette thèse vise à tirer un bénéfice maximum des mesures acoustiques en cherchant à identifier, pour un régime de fonctionnement considéré, les sources prépondérantes et à séparer les contributions du rotor et du stator. Le faible espacement rotor-stator ne permet pas d'atteindre cet objectif par discrimination spatiale avec les méthodes classiques d'antennerie. La démarche proposée s'appuie sur le développement d'un modèle semi-analytique fréquentiel de bruit d'USF, focalisé sur le bruit tonal des aubages, ainsi que sur l'adaptation de méthodes d'antennerie applicables à des sources fixes ou mobiles.

The integration of a propulsion system based on the USF (Unducted single fan) aims to reduce fuel consumption while maintaining the performance of a turbojet engine. In return, the sources of noise from the blades can radiate more freely with the absence of the duct. In order to characterize this new engine architecture, an existing bench will be adapted to a USF configuration for aerody1 namic and acoustic tests. In partnership with Safran Aircraft Engine, this thesis aims to obtain maximum benefit from acoustic measurements by trying to identify, for a considered operating regime, the predominant sources and to separate the contributions of the rotor and the stator. The small rotor-stator spacing does not allow this objective to be achieved by spatial discrimination with conventional beamforming methods. The proposed approach is based on the development of a semi-analytical frequency model of the USF noise, focused on the tonal noise of the blades, and on the adaptation of beamforming methods applicable to fixed or mobile sources.