Développement d'un modèle analytique pour le calcul de la matrice de diffusion d'un tronçon composé de tubes Herschel-Quincke

Development of an analytical model for the computation of the scattering matrix of a Herschel-Quincke tube system

• Auteur / Autrice : Benjamin Poirier
• Direction : Jean-Michel Ville, Cédric Maury
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique avancée
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Avions -- Bruit

Théorie de la matrice S

Ondes sonores -- Diffusion

Son -- Propagation

Tubes

Résumé

Le calcul analytique tridimensionnel de la matrice de diffusion d’un tronçon cylindrique comportant N tubes de Herschel-Quincke qui prend en compte la géométrie de type « selle de cheval » de l’interface tube-conduit ainsi que la forme coudée du tube est développé en l’absence d’écoulement. Ce modèle est validé par une confrontation avec les résultats d’un calcul FEM et par des mesures sur le banc d’essai DUCAT. Une étude paramétrique sur le nombre de tubes, leur diamètre, l’entraxe et leur position angulaire a permis de mettre en évidence les phénomènes physiques mis en jeu en particulier les effets de conversion modale et de dégager des lois utiles à la conception. Enfin l’intérêt de l’association du tronçon HQ avec un tronçon traité est présenté sur un cas de mise en série des deux dispositifs. Les résultats numériques et expérimentaux sont confrontés afin tout d’abord de valider le modèle puis de permettre d’optimiser l’efficacité d’un système HQ.

An analytical three dimensional bicylindrical model is developed in order to take into account the effects of a saddle shaped area for the interface of a N-Herschel-Quincke tubes system connected to a main duct without flow. The results deduced from this model are compared with experimental and numerical data on the DUCAT duct facility. A parametrical study on the number of tubes, their diameter, the distance between the interfaces and their angular positions makes possible an interpretation of the physics useful to the design. Finally, the investigation of the HQ system associated with a liner was studied to validate the model in the case of a combined system and also to optimize the performance of such a system.