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Communication Dans Un Congrès Année : 2023

Tone noise prediction of an open-fan engine using a source-mode integral formulation

Prévision du bruit tonal d'un open-fan à l'aide d'une formulation intégrale de modes-sources

Résumé

This study discusses the development of a tone noise model dedicated to an open fan engine, also called Unducted Single Fan. Because of its particular architecture, this engine aims to reduce fuel consumption, but it might increase the radiated noise due to the fairing removal. This model intents to be soon implemented into acoustic source mapping techniques to better characterize the dominant sources in future wind tunnel experiments. It is based on FW-H analogy relying on the thickness and loading noise terms of Goldstein's formulation, written in the frequency domain. A decomposition into angular modes through equivalent fixed phase-shifted sources is proposed. The predicted sound field takes in account different contributions, which are investigated here: the thickness noise, the steady and unsteady loading noise (from rotor and stator) in forward flight configurations, and including nearfield effects. The unsteady loading harmonics are obtained from URANS calculations with eslA ONERA code. First predictions are compared to reference solutions provided by a time-domain FW-H solver, with fully non-compact sources involving a complete surface integration, at approach operating point. A more practical compact-source form is presented too.
Cette étude traite du développement d'un modèle de bruit de raies dédié à un open fan également appelé USF (Unducted Single Fan). Du fait de son architecture particulière, ce moteur vise à réduire la consommation de carburant, mais il risque d'augmenter le bruit rayonné en raison de l'absence du carénage. Ce modèle sera intégré dans les techniques d'identification de sources acoustiques afin de mieux caractériser les sources dominantes dans les futurs essais en soufflerie. Il est basé sur l'analogie de Ffowcs-Williams et Hawkings en s'appuyant sur les termes d'épaisseur et de bruit de chargement de la formulation de Goldstein, écrite dans le domaine fréquentiel. Une décomposition en modes angulaires à travers des sources déphasées fixes équivalentes est proposée. Le champ sonore prédit prend en compte différentes contributions, qui sont étudiées ici : le bruit d'épaisseur, le bruit de charge stationnaire et instationnaire (du rotor et du stator) dans les configurations de vol d'avancement, et incluant les effets de champ proche. Les harmoniques de charge instationnaires sont obtenues à partir de calculs URANS avec le code elsA de l'ONERA. Les premières estimations sont comparées à des solutions de référence fournies par un solveur temporel FW-H, avec des sources entièrement non compactes impliquant une intégration de surface complète, au point de fonctionnement d'approche. Un formalisme de source compacte plus adapté à une utilisation pratique est également présenté.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Licence : CC BY - Paternité

Dates et versions

hal-04265781 , version 1 (31-10-2023)

Licence

Paternité

Identifiants

  • HAL Id : hal-04265781 , version 1

Citer

Vincent Daydé-Thomas, Cyril Polacsek, Xavier Gloerfelt, Masakazu Sugiyama, Jacky Mardjono. Tone noise prediction of an open-fan engine using a source-mode integral formulation. Forum Acousticum 2023, Sep 2023, Turin, Italy. ⟨hal-04265781⟩
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