Thèse soutenue

Relation entre la structure aérodynamique d'écoulements turbulents incompressibles et le bruit émis - cas du jet libre et d'une cavité peu profonde
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Auteur / Autrice : Hervé Lazure
Direction : Jean-Laurent Peube
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Acoustique et dynamique des écoulements instationnaires
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Poitiers
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées - École nationale supérieure d'ingénieurs (Poitiers ; 1984-....)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Cette etude des bruits d'origine aerodynamique generes par des ecoulements turbulents incompressibles a pour objectifs de mieux comprendre les mecanismes de production d'energie acoustique et de reduire les nuisances sonores en agissant sur la structure de l'ecoulement. Une etude numerique des mecanismes de production sonore de la turbulence est appliquee au cas du jet libre. A partir de la simulation du champ aerodynamique par un modele k-, nous appliquons le modele de ribner qui permet d'estimer les niveaux du rayonnement acoustique en champ lointain. Apres avoir valide la methode, nous etudions l'influence des parametres secondaires comme l'intensite de turbulence ou la divergence du jet a la sortie de la conduite, a debit et diametre de jet fixes. En pratique, ces differents parametres sont modifies par l'intermediaire de la configuration geometrique de la bouche de soufflage (forme, grilles, deflecteurs. . . ). Les principales conclusions de cette etude appliquee aux cas des jets simples, annulaires et coaxiaux montrent qu'il est important de rendre l'ecoulement le moins turbulent possible a la sortie de la conduite et qu'elargir le jet peut s'averer etre un bon moyen de reduire le bruit. La seconde partie de cette etude s'interesse au comportement aeroacoustique de la cavite sous les pantographes du tgv. Nous avons mis en place une maquette de la cavite dans une soufflerie anechoique et realise des mesures de vitesse par anemometrie a fils chauds, de fluctuations de pression en paroi et du rayonnement acoustique en champ lointain. Cette etude est completee par des simulations numeriques de l'ecoulement a l'aide du modele rng k-. Le rapport longueur sur hauteur de la cavite etant de l'ordre de huit, il etait tres difficile de prevoir la structure de l'ecoulement. Les visualisations de l'ecoulement sur les parois et les mesures anemometriques montrent que l'ecoulement se rattache sur le fond de la cavite et decolle a nouveau au passage du bord aval de la cavite. L'etude acoustique a permis de montrer que le spectre du rayonnement acoustique de cette configuration etait large bande et qu'il n'apparaissait pas d'oscillation aerodynamique ou acoustique. Differentes methodes de localisation ont permis de montrer que les sources acoustiques se situaient principalement au niveau du bord aval de la cavite.