Propagation of acoustic waves in a slowly varying duct with multiple-scales potential flow using the multimodal formulation - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Propagation of acoustic waves in a slowly varying duct with multiple-scales potential flow using the multimodal formulation

Etude de la propagation acoustique dans un conduit lentement variable avec un écoulement potentiel multi-échelles grâce à des formulations multimodales

Résumé

This paper presents a multimodal method applicable to the computation of the acoustic field in an axisymmetric duct with multiple-scales potential mean flow. The original threedimensional set of equations is rearranged into a set of coupled one-dimensional equations by using the Fourier transform of the sound disturbances in the azimuthal direction and a projection on shifted Chebyshev polynomials in the radial direction. To keep the computation resources identical to that of the standard multimodal formulation (without flow), only the leading order effects of the mean flow are encapsulated using a multiple-scales approach. The formulation is verified using a finite-element method and is shown to give consistent results for modes propagating inside ducts with or without acoustic liners and in the presence of potential flows. This method can be easily adapted to take into account more complex flows and geometries.
Cet article présente une méthode multimodales applicable au calcul du champ acoustique dans un conduit axisymétrique avec un écoulement moyen potentiel. Le système d'équations tridimensionnelles est réarrangé en un ensemble d'équations couplées unidimensionnelles en utilisant la transformée de Fourier des perturbations acoustiques dans la direction azimutale et une projection sur des polynômes de Chebyshev dans la direction radiale. Pour que les ressources de calcul restent identiques à celles de la formulation multimodale standard (sans écoulement), seul les les termes dominants de l'écoulement sont conservés et trouvés en utilisant une approche multi-échelles. La formulation est validée à l'aide d'une méthode d'éléments finis et donne des résultats cohérents pour les modes se propageant à l'intérieur de conduits avec ou sans revêtement acoustique et en présence d'écoulements potentiels. Cette méthode peut être facilement adaptée pour prendre en compte des écoulements et des géométries plus complexes.
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hal-03723974 , version 1 (15-07-2022)

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Citer

Bruno Mangin, Majd Daroukh, Gwenael Gabard. Propagation of acoustic waves in a slowly varying duct with multiple-scales potential flow using the multimodal formulation. 28th AIAA/CEAS Aeroacoustics 2022 Conference, Jun 2022, Southampton, United Kingdom. ⟨10.2514/6.2022-3098⟩. ⟨hal-03723974⟩
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