Etude expérimentale de la contribution des sources d'origine thermique à l'émission acoustique des jets supersoniques

Experimental study of the thermal sources acoustic contribution to the radiation of supersonic jets

• Auteur / Autrice : Yann Marchesse
• Direction : Yves Gervais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique et dynamique des écoulements instationnaires
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Poitiers
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : École nationale supérieure d'ingénieurs (Poitiers1984-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Jets

Lutte contre le bruit

Acoustique

Aérodynamique supersonique

Résumé

L'objectif de la thèse consiste en l'étude expérimentale du rôle de la température sur le rayonnement acoustique des jets supersoniques. Dans une première étude, on analyse de façon globale les effets de la température sur le bruit de cinq jets ayant des vitesses de jet parfaitement détendu identiques pour des températures différentes (niveau de puissance acoustique global, directivité et analyse spectrale). On examine ainsi les contributions acoustiques des diverses sources sonores en fonction de la température du jet. L'influence de celle-ci sur l'efficacité de la technique d'injection d'eau comme moyen de réduction sonore est par ailleurs étudiée sur ces jets. On s'interesse ensuite aux valeurs de températures moyennes et fluctuantes locales dans ce type de jets. Pour cela, on développe la méthode optique Schlieren basée sur des mesures de déviations angulaires de faisceaux lumineux à travers l'écouLes travaux réalisés dans le cadre de cette étude ont eu pour objectif de quantifier les performances propulsives d'un moteur à détonations pulsées (moteur à réaction à fonctionnement alternatif) et d'aborder sa configuration aérobie. L'étude des performances propulsives (impulsion spécifique, poussée) a été réalisée avec le mélange C2H4 - O2, l'usage du mélange H2 - air étant restreint au démonstrateur aérobielement et permettant la mesure d'indices de réfraction. La température est obtenue à partir de l'inversion d'une équation intégrale type Abel, de la relation de Gladstone et de la relation d'état des gaz parfaits. Les températures quadratiques sont quant à elles estimées à l'aide de calculs statistiques sur les déviations angulaires mesurées. Cette méthode est dans un premier temps validée sur un écoulement subsonique pour lequel les mesures issues de la méthode optique sont comparées à celles obtenues avec un thermocouple. La méthode Schlieren est finalement appliquée sur les cinq jets dont les conditions sont proches de celles présentes sur les lanceurs spatiaux. Dans le cas du jet parfaitement détendu, les résultats ainsi obtenus sont comparés à des calculs numériques.