Calculs d'instabilités absolues et BiGlobales autour d'un bec de bord d'attaque

par Florian Longueteau

Thèse de doctorat en Dynamique des fluides

Sous la direction de Daniel Juvé et de Jean-Philippe Brazier.

Soutenue en 2008

à Toulouse, ISAE .


  • Résumé

    Les becs de bord d'attaque sont responsables pour une bonne part des nuisances sonores créées par les avions en phase d'approche. Les études antérieures laissent penser que les instabilités de l'écoulement jouent un rôle dans le bruit rayonné. L'objectif de cette thèse est donc de rechercher les modes hydrodynamiques instables de l'écoulement autour d'un bec générique. Au bord de fuite du bec, la théorie de l'instabilité absolue permet d'évaluer la fréquence de l'échappement tourbillonnaire. La valeur obtenue en haute fréquence (40 kHz) correspond bien au bruit de raie émis par le bec. Dans la cavité du bec, l'écoulement est supposé bidimensionnel, incompressible et non visqueux. La dépendance du problème suivant deux coordonnées spatiales impose le recours à l'approche de stabilité BiGlobale. La linéarisation des équations d’Euler autour de l'écoulement moyen, dans le domaine fréquentiel, conduit à un problème différentiel aux valeurs propres défini sur un domaine curviligne. Une méthode appelée « transformation implicite » a été développée pour se ramener à un domaine cartésien, sur lequel on peut utiliser les techniques usuelles de collocation spectrale. Le code de calcul résultant, BIGSAM (BIGlobal Stability computation on an Arbitrary Mesh), a été validé sur plusieurs cas tests puis appliqué à la cavité curviligne du bec. On a ainsi établi une première taxonomie des modes hydrodynamiques de la cavité du bec. Les modes couronnes, situés autour de fréquences régulièrement espacées d'environ 380 Hz, montrent une couronne de tourbillons alternés, associés à des fluctuations de pression. Les modes allées représentent les allées de tourbillons de Kelvin-Helmholtz issus de la pointe inférieure du bec. Les plages de fréquences obtenues correspondent globalement à celles du bruit large bande basse fréquence dans le spectre sonore. Les résultats des calculs de stabilité absolue et BiGlobale constituent ainsi un premier pas vers la modélisation des sources de bruit aéroacoustique au voisinage du bec.

  • Titre traduit

    Absolute and BiGlobal stability computations around a leading edge slat


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Informations

  • Détails : 1 vol. (XVI-212 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 207-212

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : ISAE-SUPAERO Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Service documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2008/16 LON
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