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Communication Dans Un Congrès Année : 2024

Feasibility of In-Duct Aeroacoustic Source Characterization With External Antenna: A Flanged Duct Configuration

Faisabilité de la caractérisation des sources aéroacoustiques dans un conduit par antennerie externe : une configuration de conduit bafflé

Résumé

The higher bypass ratio of recent aircraft engines has lowered jet noise, making fan noise within the engine nacelle as the predominant acoustic source. Traditionally, experimental in-duct measurement uses flushed-mounted microphones at the nacelle walls. However, this approach is limited by the nacelle length significant reduction which restricts microphones positioning strategies. This study investigates an alternative approach that involves positioning microphones outside the nacelle. To assess the feasibility of this approach, a configuration with a reduced number of parameters that could impact acoustic radiation is considered. In this context, the nacelle is assimilated to a semi-infinite length duct, without flow and with an infinite reflecting planar flange at its exit. Pressure signals acquired in the external field are processed by modal deconvolution, to identify azimuthal and radial components of the in-duct acoustic field. This method takes into account a propagation and radiation function that is tailored to the specific configuration. In the first part of the study, the method is validated on numerical data from Euler computations. An experimental evaluation of the method is then conducted on a test bench replicating the study configuration. External modal estimations are compared to a reference solution provided by an in-duct antenna. The method applied on internal and external measurements shows that the generated azimuthal mode predominates in the estimations. However, when applied to external measurements, the estimations reveal some inaccurate modal intensity levels, along with significant residual error (ε > 0.4). Experimental propagation conditions differ from those obtained by the theoretical model. A first attempt to discern the sources of errors is done by investigating the microphone mounting effects on the external antenna. It was found that corrections applied to the experimental signals have little impact on modal content estimation results.
L'augmentation du taux de dilution des récents moteurs d'avion a réduit le bruit du jet, rendant le bruit de la soufflante à l'intérieur de la nacelle du moteur la principale source acoustique. Traditionnellement, les mesures expérimentales dans le conduit utilisent des microphones affleurant sur les parois de la nacelle. Cette approche présente des limites par la réduction significative de la longueur de la nacelle, ce qui restreint les stratégies de positionnement des microphones. Cette étude explore une approche alternative qui consiste à positionner les microphones à l'extérieur de la nacelle. Pour évaluer la faisabilité de cette approche, une configuration avec un nombre réduit de paramètres pouvant influencer le rayonnement acoustique est considérée. Dans ce contexte, la nacelle est assimilée à un conduit de longueur semi-infinie, sans écoulement et équippé d'un baffle plan réfléchissant à sa sortie. Les signaux de pression acquis dans le champ externe sont traités par déconvolution modale pour identifier les composantes azimutales et radiales du champ acoustique dans le conduit. Cette méthode prend en compte une fonction de propagation et de rayonnement adaptée à la configuration spécifique. Dans la première partie de l'étude, la méthode est validée sur des données numériques issues de calculs d'Euler. Une évaluation expérimentale de la méthode est ensuite réalisée sur un banc d'essai reproduisant la configuration étudiée. Les estimations modales externes sont comparées à une solution de référence fournie par une antenne dans le conduit. La méthode appliquée aux mesures internes et externes montre que le mode azimutal généré prédomine dans les estimations. Cependant, lorsqu'elle est appliquée aux mesures externes, les estimations révèlent des niveaux d'intensité modale imprécis, ainsi qu'une erreur résiduelle significative (epsilon > 0,4). Les conditions de propagation expérimentales diffèrent de celles obtenues par le modèle théorique. Une première tentative pour identifier les sources d'erreurs est réalisée en examinant les effets du montage des microphones sur l'antenne externe. Il a été constaté que les corrections appliquées aux signaux expérimentaux ont peu d'impact sur les résultats d'estimation du contenu modal.
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Année Mois Jours
Avant la publication
samedi 30 novembre 2024
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samedi 30 novembre 2024
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Dates et versions

hal-04648143 , version 1 (15-07-2024)

Identifiants

Citer

Benjamin Etchebarne, Sandrine Fauqueux, Mathieu Lorteau, David Marx, Vincent Valeau. Feasibility of In-Duct Aeroacoustic Source Characterization With External Antenna: A Flanged Duct Configuration. 30th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference (2024), American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA); Council of European Aerospace Societies (CEAS), Jun 2024, Rome, Italy. ⟨10.2514/6.2024-3135⟩. ⟨hal-04648143⟩
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