Contribution à l'étude de problèmes d'aéroacoustique et de mécanique des fluides par une méthode de volumes de contrôle sur un maillage non structuré

par Olivier Vaillant

Thèse de doctorat en Acoustique et dynamique des écoulements instationnaires

Sous la direction de Jean-Laurent Peube.

Soutenue en 1999

à Poitiers ESIP .


  • Résumé

    L'objectif de ce memoire est l'etude numerique des phenomenes de la propagation acoustique en presence d'ecoulements cisailles et/ou de gradients thermiques. Nous avons choisi pour cela d'adapter la mvcef, une methode mixte elements finis - volumes finis a la resolution des equations de l'acoustique lineaire. Cette methode qui a fait ses preuves pour la resolution de problemes de mecaniques des fluides et de convection thermique, permet d'associer la flexibilite d'un maillage en elements finis et une formulation basee sur le principe des bilans. Une autre technique dont la methodologie completement differente a retenu notre attention est l'approximation diffuse (ad). L'ad permet d'eviter l'utilisation de maillages geometriques du domaine etudie (methode meshless), propriete seduisante pour traiter les geometries tridimensionnelles. Ces deux methodes ont donc ete mises en uvre sur le calcul de modes propres acoustiques de cavites en resolvant les equations de propagation dans la formulation de helmholtz et dans la formulation pression-vitesse (uvp). Les resultats les plus precis ont ete obtenus a l'aide de la mvcef sur laquelle a porte notre effort de developpement par la suite. Dans le but de calculer les champs necessaires au calcul acoustique, tels que les champs dynamiques ou thermiques, la mvcef a ete mise en uvre pour resoudre les equations de navier-stokes et de l'energie et validee sur des exemples en ecoulement internes et externes. Dans le dernier chapitre, on s'est interesse a la propagation guidee. Les effets de refraction des ondes et de convection lies a la presence d'ecoulement moyen cisaille ainsi que la concentration de la pression dans les regions froides sont observees. On y etudie de meme les effets lies a un retrecissement de section. La modelisation permet une visualisation des champs acoustiques au voisinage de la singularite que ne permet pas une approche analytique unidimensionnelle basee sur les rapports de sections. En outre le modele 1d ne permet pas la distinction entre diverses formes du retrecissement. On montre alors que le calcul peut apporter un complement au modele analytique.


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Informations

  • Détails : [8], 179 p
  • Annexes : 128 réf. bibliogr

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 99/POIT/2364
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