Développement et applications d'une méthode d'intégrales de frontière (dual reciprocity boundary element method) à l'étude de la propagation acoustique en écoulements anisothermes externes

Development and application of a boundary integral method (dual reciprocity boundary element method) to study outdoor acoustic propagation in non homogeneous moving media

• Auteur / Autrice : Emmanuel Perrey-Debain
• Direction : Michel Guilbaud, Yves Gervais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique et dynamique des écoulements instationnaires
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse numérique

Équations intégrales -- Solutions numériques

Équations d'onde -- Solutions numériques

Résumé

Ce travail est consacre au developpement et a l'application d'une methode d'integrales de frontiere (dual reciprocity boundary element method) pour resoudre des problemes de propagation acoustique dans des milieux fermes ou d'etendue infinie dans lesquels siegent des gradients de temperature et/ou de vitesse. L'equation de propagation a resoudre est une equation d'helmholtz ou les inhomogeneites du milieu sont traitees comme des termes sources et placees dans le membre droite de l'equation. Ces termes sources sont interpoles par des fonctions d'approximation pour lesquelles des solutions particulieres regulieres sont obtenues. L'integrale volumique apparaissant dans la formulation integrale du probleme est ainsi convertie en une somme finie d'integrales de surface. Puisque la precision de la methode est fortement dependante de la nature des fonctions d'approximation, les proprietes de convergence et le comportement des fonctions utilisees dans cette etude sont examines numeriquement. L'application de la methode sur un cas aeroacoustique tres simple permet ensuite de dresser des criteres de convergence. Des applications a des milieux fermes (propagation d'onde plane dans un tube a ondes stationnaires en presence d'un gradient longitudinal de temperature) et ouverts (etudes de la refraction des ondes acoustiques a travers un panache thermique et dans un jet libre subsonique axisymmetrique) sont effectuees et comparees aux resultats experimentaux. Les bons accords observes montrent l'interet de la methode principalement en milieu ouvert. Finalement, nous etudions les effets du champ thermique d'une flamme turbulente sur la propagation acoustique. A partir d'un modele aerothermoacoustique, le champ acoustique source est decompose en une serie de monopoles equivalents. Les resultats numeriques mettent en evidence des phenomenes d'amplification acoustique a basses frequences.