Modélisation aéroacoustique de l'effet de l'injection d'eau sur le bruit des jets

• Auteur / Autrice : Valérie Duraffourg
• Direction : Daniel Juvé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aéroacoustique

Résumé

Une technique utilisée pour réduire le bruit des lanceurs spatiaux en phase de décollage consiste à injecter de l'eau en grande quantité, à partir de la table de lancement, dans les jets gazeux issus des propulseurs. L'idée de base de cette méthode est de réduire la vitesse et la température des jets par transfert de quantité de mouvement et de chaleur entre la phase liquide et la phase gazeuse. Cette technique permet de réduire de façon significative le bruit des jets en choisissant de façon judicieuse les paramètres de l'injection, tels que la quantité d'eau, l'abscisse d'injection et la taille des gouttelettes. L'objectif de ce travail a été de développer une modélisation aéroacoustique de l'effet d'injection d'eau sur le bruit des jets froids et subsoniques. Dans une première étape, l'action de l'eau injectée sur l'écoulement gazeux est évaluée à l'aide d'un code de calcul k-, développé par l'équipe diphasique du LMFA. Les grandeurs aérodynamiques moyennes et turbulentes servent ensuite d'entrées à une modélisation aéroacoustique. L'approche retenue repose sur l'analogie de lighthill couplée au modèle de sources de ribner. Elle permet de calculer le bruit d'un jet équivalent monophasique, mais elle ne prend pas en compte les sources de bruit nouvelles associées à la présence de gouttelettes en mouvement accéléré dans le jet gazeux. Pour modéliser ce bruit supplémentaire, qui semble non négligeable d'après les résultats expérimentaux, l'équation de ffowcs williams-hawkings a été utilisée pour calculer l'émission sonore des gouttelettes, assimilées à des obstacles rigides en mouvement rectiligne accéléré.