Etude numérique de sensibilité et contrôle optimal du bruit aéroacoustique généré par une couche de mélange compressible bidimensionnelle

par Bruno Spagnoli

Thèse de doctorat en Dynamique des fluides

Sous la direction de Christophe Airiau.

Soutenue en 2006

à Toulouse 3 .

  • Titre traduit

    Numerical sensitivity study and optimal control of the aeroacoustic noise radiated by a two-dimensional compressible mixing layer


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  • Résumé

    Une couche de mélange compressible bidimensionnelle est simulée numériquement par Simulation Numerique Directe (DNS) des équations de Navier-Stokes, afin d'en extraire le rayonnement aéroacoustique. Cet écoulement constitue un modèle simplifié de jet, dont on cherche à réduire le bruit émis par application de la théorie du contrôle optimal. Après validation de ce modèle, les équations adjointes des équations de Navier-Stokes sont numériquement résolues afin d'étudier dans un premier temps la sensibilité du rayonnement acoustique de la couche de mélange à différents forçages. Cette étude nous indique que le bruit émis est particulièrement sensible à un forçage à basse fréquence appliqué au niveau de la naissance de la couche. En outre, la sensibilité relative est maximale pour un forçage «massique», sur l'équation de continuité. A partir de ces résultats, nous mettons en place une stratégie de contrôle optimal basée sur la minimisation d'une fonctionnelle-objectif formulée pour réduire le bruit sur une zone cible prédéterminée. Le gradient de cette fonctionnelle en fonction du forçage est fourni par la connaissance de l'état adjoint. L'espace des forçages à explorer est choisi à partir des résultats de l'étude de sensibilité. Un algorithme de gradient conjugué est appliqué pour chercher le forçage optimal qui minimise la fonctionnelle. Les résultats nous donnent une diminution de celle-ci de l'ordre de 10% pour une zone cible large, et de 75% pour une zone cible réduite. Ces résultats sont comparés avec une étude semblable récente, et des interprétations et perspectives sont développées.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (172 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 165-169

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2006TOU30254
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