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Communication Dans Un Congrès Année : 2013

Modeling aeroacoustic excitations by subsonic wave packets in the Kirchhoff formalism

Modélisation d'excitations aéroacoustiques par paquets d'ondes subsoniques dans le formalisme de Kirchhoff

Ronan Serré
  • Fonction : Auteur
Florent Margnat

Résumé

Le présent travail s’insère dans l’ensemble des contributions visant à relier la forme de l’enveloppe d’un paquet d’ondes à la directivité du rayonnement acoustique associé. Crighton & Huerre (J. Fluid Mech., vol. 220, p. 355-368, 1990) ont ainsi effectué un travail théorique menant à des expressions analytiques pour les enveloppes et leur champ acoustique lointain. Nous proposons une extension de ces travaux par le recours à l'outil numérique et aux méthodes d'extrapolation des ondes acoustiques, en utilisant le formalisme de Kirchhoff en espace fréquentiel. Nous considérons le cas d'un domaine bidimensionnel et rectangulaire dont l'un des côtés se voit imposer un paquet d'ondes comme condition limite. Dans un premier temps, l'outil numérique ainsi élaboré est validé par comparaison avec les résultats analytiques sus-évoqués. Ensuite, une généralisation à d'autres modèles d'enveloppes de paquets d'ondes est abordée. L'émergence d'un critère d'efficacité acoustique en fonction du type d'enveloppe est argumentée, tout comme la nécessité de définir l'énergie d'un paquet d'ondes et une énergie acoustique de sortie. Nous ferons ensuite le lien avec des cas d'écoulements académiques et les formes de paquets d'ondes qu'ils mettent en jeu, à travers le cas de la couche de mélange. Nous étendrons pour cela le formalisme utilisé à une propagation convectée. Par ailleurs, il a été observé numériquement pour cette configuration que le nombre de Mach a pour effet d'augmenter la directivité acoustique et ce, même si la forme de l'enveloppe du paquet d'onde est identique. L'outil numérique développé ici nous permettra de modéliser le rayonnement de cet écoulement, tout en faisant varier indépendamment le nombre de Mach, l'étendue de l'enveloppe et la longueur d'onde acoustique. On fera ensuite le lien avec les critères d'efficacité énergétique developpés dans l'étude préliminaire.
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Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte

Dates et versions

hal-03439016 , version 1 (22-11-2021)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03439016 , version 1

Citer

Ronan Serré, Florent Margnat. Modeling aeroacoustic excitations by subsonic wave packets in the Kirchhoff formalism. CFM 2013 - 21ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2013, Bordeaux, France. ⟨hal-03439016⟩

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