Дисертації: "Écoulement acoustique"

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Malmary, Cécile. "Etude théorique et expérimentale de l'impédance acoustique de matériaux en présence d'un écoulement d'air tangentiel." Le Mans, 2000. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2000/2000LEMA1015.pdf.

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Анотація:

Une croissance durable du transport aérien ne sera possible que si les nuisances sonores autour des aéroports, occasionnées par les mouvements d'avions, sont considérablement réduites. Parmi les émissions acoustiques issues de l'avion, le bruit des moteurs et particulièrement le bruit de soufflante est une source prépondérante. Pour réduire ce bruit, l'intérieur de la nacelle est tapissé de matériaux absorbants constitués d'un couche mince (de-type plaque perforée) collée sur des cavités d'air cloisonnées. Le travail de la thèse consiste à étudier, théoriquement et expérimentalement, les propriétés de l'impédance acoustique spécifique de ce type de matériaux, en présence d'un écoulement d'air tangentiel à leur surface, de vitesse représentative de l'environnement dans la nacelle (240 m/s). Une étude bibliographique montre les propriétés de l'impédance d'orifices, de plaques perforées et de tissus métalliques en fonction de la fréquence de l'onde sonore à laquelle ils sont soumis (modèle linéaire), del'amplitude de la vitesse acoustique (modèle non linéaire) et des caractéristiques de l'écoulement d'air. Ces propriétés sont principalement quantifiées par des formules semi- ou totalement empiriques, qui diffèrent selon le dispositif expérimental utilisé et sont spécifiques aux types de couches testées. Une étude expérimentale s'avère donc nécessaire. La majeure partie du travail a consisté en la mise au point d'un banc mesurant l'impédance des couches minces en présence d'écoulement d'air tangentiel, à de forts niveaux sonores. La méthode de mesure choisie est basée sur la technique dite des "deux microphones". Plusieurs méthodes de déduction de l'impédance sont développées et comparées selon cette technique, utilisant une sonde microphonique mobile ou deux microphones classiques fixes. Un échantillon de couche et les capteurs sont placés dans un conduit avec écoulement, dont la vitesse peut atteindre 240 m/s. Des mesures sur une tôle perforée "test" sont comparées aux résultats donnés par un système sans écoulement et à des modèles. La méthode utilisant deux microphones fixes donne des résultats en bon accord avec un modèle empirique de la littérature : en fonction de la vitesse d'air, la résistance de la tôle perforée augmente et la réactance diminue. Les mesures sont effectuées jusqu'à Mach 0,6 et montrent que les lois empiriques d'évolution de l'impédance ne sont pas modifiées à de faibles (< 0,2) ou de forts (> 0,2) nombres de Mach. Les tests sur un matériau de type "tôle perforée 4- tissu métallique" présentent comme attendu une plus faible sensibilité de l'impédance à la vitesse acoustique et à la vitesse de l'écoulement. Parallèlement à ce travail expérimenta], un code de calcul analytique est développé pour modéliser la pression acoustique dans le conduit, en présence d'écoulement uniforme. La sonde mobile permet une exploration de la pression sur une section du conduit. Sans écoulement d'air, la comparaison entre ces mesures et le modèle est satisfaisante. En présence d'écoulement, les différences observées peuvent être expliquées par le fait que le profil de l'écoulement (de type turbulent) n'est pas pris en compte dans le modèle
Lasting increasing of air traffic will only be feasible if noise pollution near airports, due to aircraft flyover, is significantly reduced. Among acoustic emissions from the aircraft, engine noise, and particularly fan noise, is a preponderant source. In order to reduce this noise, the nacelle is lined with absorbing materials made of a thin layer (such as perforated plate) bounded to partitioned air cavities. The thesis work consists in studying, experimentally and theoretically, specifie acoustic impedance properties of these materials, with a tangential air flow whose speed is representative of the nacelle environment (240 m/s). A bibliographic study shows impedance properties of orifices, perforated plates and wire-mesh as a function of acoustic wave frequency (linear model), acoustic velocity (non linear modei) and air flow characteristics. This properties are mainly quantified by semi or totally empirical formulas, which depend on the experimental set-up and are specific for each type of tested layer. An experimental study is then required. Most of the present work consisted in developing a set-up of thin layers impedance measurement with tangential air flow, at high sound pressure levels. The chosen measurement method is based on the so-called "two-microphones" technique. Several impedance deduction methods are developed and compared according to this technique, ueing a mobile microphonic probe or two fixed classic microphones. A layer sample and the transducers are placed in a duct flow in which air fiow speed reaches 240 m/s. Measurements on a "test" perforated plate are compared to no-flow set-up results and models. The fixed microphones method shows good agreement with an empirical model from litterature : perforated plate resistance increases and reactance decreases as a function of air flow speed. Measurements are performed up to Mach 0. 6 and show that empirical laws of impedance evolution are not modified at low (< 0. 2) or high (> 0-2) Mach numbers. Tests on a "perforated plate + wire-mesh" material show as expected a lower sensibility of impedance as a function of acoustic velocity and air flow speed. In addition to this experimental work, an analytical code is developed in order to predict acoustic pressure in the duct with uniform flow. The mobile probe allows pressure exploration on a section of the duct. Without flow, comparison between these measurements and the model is satisfactory. With flow, the observed differences may be explained by the fact that the flow profile (turbulent) is not taken into account in the model

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Aucejo, Mathieu. "Vibro-acoustique des structures immergées sous écoulement turbulent." Phd thesis, INSA de Lyon, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00777773.

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L'objectif de cette thèse est l'étude du bruit propre d'origine hydrodynamique au niveau de l'antenne d'étrave d'un sous-marin pour des fréquences comprises entre 10 Hz et quelques kHz. Dans cette optique, trois problématiques particulières doivent être étudiées : la modélisation du comportement vibro-acoustique des structures en fluide lourd, l'intégration de l'excitation couche limite turbulente (CLT) dans les modèles numériques déterministes et la mesure de la réponse d'une structure sous écoulement turbulent. Le premier chapitre est consacré à la synthèse bibliographique des différentes méthodes existantes pour étudier de tels problèmes. Dans un second chapitre, nous présentons la méthode PTF (Patch Transfer Functions), qui est une approche par sous-structuration de domaines permettant l'étude des problèmes vibro-acoustiques en basses et moyennes fréquences. Cette méthode n'ayant été appliquée qu'en fluide léger, l'un des enjeux de ce chapitre est d'étudier son applicabilité en fluide lourd et de mettre en lumière d'éventuels points de blocage. Nous montrons ainsi que des problèmes de convergence de la méthode apparaissent en fluide lourd. Pour pallier ces difficultés, nous présentons, dans le troisième chapitre, deux stratégies de calcul permettant d'accélérer la convergence globale de la méthode. Le quatrième chapitre propose une application de la méthode PTF pour caractériser la réponse vibro-acoustique en fluide lourd d'une structure soumise à une CLT et couplée à un milieu fluide extérieur et à une cavité acoustique, encombrée par des structures déformables. Pour traiter ce problème, nous complétons, tout d'abord, le modèle PTF par l'introduction de l'excitation CLT dans les modèles déterministes, à partir d'une décomposition de l'interspectre des fluctuations de pression pariétale sur une base d'ondes planes décorrélées. Nous présentons, ensuite, le calcul de l'impédance de rayonnement par pavé pour des surfaces de couplage de géométrie quelconque, ainsi qu'un modèle d'encombrement permettant, à partir de considérations physiques, de tenir compte simplement de la complexité structurale de structures encombrant une cavité acoustique. Cette application nous permet de montrer que l'influence de l'encombrement des cavités sur la réponse vibro-acoustique du système ne peut pas être négligée, lorsque l'on s'intéresse à l'étude du bruit hydrodynamique au niveau d'une antenne d'étrave de sous-marin. Dans le cinquième chapitre, nous développons une technique expérimentale permettant de caractériser le comportement des structures sous écoulement turbulent. Cette technique est basée sur la décomposition en ondes planes décorrélées présentée au chapitre 4 et nécessite la génération de champs de pression pariétale correspondant à ceux que l'on obtiendrait à partir d'ondes propagatives et évanescentes pour tenir compte des caractéristiques spectrales de la CLT. Pour cela, nous utilisons une antenne de monopôles acoustiques, dont nous déterminons numériquement les principaux paramètres (taille, nombre de monopôles et distance antenne paroi). Le nombre de monopôles augmentant avec la fréquence, la mise en oeuvre de cette méthode peut s'avérer délicate. Pour contourner cette difficulté, nous présentons le principe de l'antenne synthétique, dont la validation expérimentale est étudiée dans le dernier chapitre.

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Mas, David. "Rayonnement acoustique d'une cavité rectangulaire soumise à un écoulement turbulent." Grenoble INPG, 2000. https://theses.hal.science/tel-00278358.

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Lorsqu'une cavité est soumise à un écoulement turbulent, de forts niveaux sonores peuvent être engendrés. Pur évaluer les niveaux de pression acoustique en champ lointain une approche en deux étapes est proposée. Tout d'abord, des simulations numériques de l'écoulement, considéré comme incompressible, sont réalisées à partir des équations de Reynolds complétées par des lois de fermeture élémentaires (k-c, sgs Smagorinsky). En outre, des visualisations et des mesures de pression fluctuante pariétale sont réalisées en tunnel hydraulique ; ces mesures ne sont pas suffisamment exhaustives pour conduire à une validation totale des modèles numériques dont on a pu cependant repérer certaines lacunes, En conséquence, on a plutôt cherché à combiner les résultats issus de ces modèles et les données expérimentales pour constituer des données d'entrée cohérentes du modèle acoustique correspondant à la deuxième étape. Ensuite, un modèle acoustique simple, fondé sur l'analogie de Lighthill, permet le calcul de la fréquence et de l'amplitude de pression acoustique en champ lointain. Pour tester ce modèle, on s'appuie par ailleurs sur des mesures acoustiques en champ lointain réalisées dans une soufflerie anéchoïque. Le modèle acoustique fournit un ordre de grandeur très satisfaisant des niveaux de pression acoustique mesurés. Enfin, un développement annexe de ce travail a consisté à raffiner la typologie des écoulements dans les cavités lorsque le rapport géométrique L/H augmente. On distingue alors trois configurations d'écoulement. Pour une cavité carrée, l'écoulement est quasi-2D. Pour un rapport géométrique de l'ordre de 1,5, l'écoulement fortement 3D se caractérise par une ondulation transverse de la zone de recirculation principale. Enfin, pour des rapports géométriques supérieurs à 2, la zone de recirculation se concentre sur la partie aval de la cavité ; l'écoulement est alors 2D
Flows over rectangular cavities exhibit various steady and unsteady phenomena, and are of concern in several engineering areas. When the incident flow is turbulent, high acoustic radiations are emitted. To evaluate the acoustic power radiated in the far field, a two-steps procedure is developed. First, the unsteady, incompressible, high Reynolds number flow past a cavity is numerically investigated. The hydrodynamical 3D models which are used are based on standard Reynolds-averaged Navier-Stokes equations closed by some simple turbulence closure models. On another side, experiments are performed in a large water tunnel for different length to depth ratios; flow visualization and fluctuating surface pressure measurements are made to check numerical results which reveal some deficiencies. Morover, the extent of both numerical and experimental results combined to produce consistent input data for the ensuing acoustic model. Secondly, a simple model, based on the Lighthill's acoustic analogy, incorporates the later data, to predict the amplitude and the frequencies of the far field noise. Measurements of the far field sound pressure level in a wind tunnel are also made at subsonic speed. A good agreement between the computed acoustic power in the far field and experimental data is shown. As an interesting by-product of the hydrodynamical study consists in a refined classification of flow structures in the cavity when length-to-depth ratio increases. Three different flow configurations are observed. A quasi-2D flow is observed for a squared cavity. A transitional 3D flow characterized by spanwise undulation of the main recirculating eddy is clearly shown for a length-to-depth ratio about 1,5. For a length-to-depth ratio above 2, the main recirculating eddy which is close to the downstream face of the cavity is purely 2D

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Ben, Haj Slama Rafika. "Écoulements générés en milieu fluide par une onde ultrasonore focalisée : streaming acoustique et écoulement de particules solides." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1009/document.

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Les travaux de recherche du présent projet se situent dans le contexte général de l'optimisation de la technique de sono-thrombolyse (destruction d'un caillot sanguin ou d'un thrombus par cavitation ultrasonore). En effet, certes cette technique a plusieurs avantages par rapport à la solution chirurgicale, mais elle présente des limitations qui sont principalement le risque de libération de fragments du thrombus, susceptibles d'engendrer l'embolie pulmonaire. Face à ces limites actuelles que de la technique de sono-thrombolyse, s'est imposée la nécessité de pousser plus loin les recherches pour mieux comprendre les mécanismes qui la régissent. D'où le projet de la présente thèse qui s'intéresse plus particulièrement aux écoulements générés lors de l'application des ultrasons focalisés dans un liquide. L'objet du présent travail consiste à étudier minutieusement les phénomènes hydrodynamiques et acoustiques, en particulier le streaming acoustique du fluide et la force de radiation ultrasonore agissant sur les particules solides. Cela permettra d'obtenir une connaissance profonde des phénomènes hydrodynamiques se produisant lors de l'application des HIFU dans un milieu liquide chargé de particules.La technique optique de PIV a été adoptée pour mesurer l'écoulement du fluide ainsi que des particules solides. Ceci a permis de caractériser le streaming acoustique induit par la propagation des ultrasons focalisés dans un milieu liquide infini, de le comparer à un écoulement classique de type jet circulaire libre, et de déterminer un diamètre critique au-dessus du quel l'écoulement des particules solides sphériques dans un liquide est dominée par la force de radiation ultrasonore plutôt que par l'entrainement du streaming acoustique. Comme approche numérique, un outil de simulation CFD a été utilisé afin de modéliser le même écoulement de streaming en question et afin de comparer les résultats numériques avec les résultats expérimentaux obtenus
The research work of this project is provided in the context of sono-thrombolysis technique optimization (blood clot or thrombus destruction by ultrasonic cavitation). Indeed, although this technique has several advantages over the surgical solution, but it has limitations that are mainly the risk of thrombus fragments releasing in the circulation, likely to induce pulmonary embolism.In view of these sono-thrombolysis technique current limitations, it has become necessary to carry out further research to better understand the mechanisms that govern it. Hence, comes the project of the present thesis, which is particularly interested in the flows generated by the application of focused ultrasound in a liquid. The purpose of the present work is to accurately study the hydrodynamic and acoustic phenomena, in particular the fluid acoustic streaming and the ultrasound radiation force acting on solid particles. This would provide a deep understanding of the hydrodynamic phenomena occurring during HIFU (High Intensity Focused Ultrasound) application in a liquid medium with particles.Particle Image Velocimetry (PIV) optical technique has been adopted to measure the fluid flow as well as solid particles flow. This allowed us to characterize the focused ultrasound induced acoustic streaming in an infinite liquid medium, to compare it with a conventional circular free jet flow, and to determine a critical diameter above which solid spherical particles flow in a liquid is dominated by the radiation force rather than the acoustic streaming drag force. As a numerical approach, a CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation tool was used to model the same streaming flow and to compare the numerical results with the experimental obtained ones

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Ben, Haj Slama Rafika. "Écoulements générés en milieu fluide par une onde ultrasonore focalisée : streaming acoustique et écoulement de particules solides." Electronic Thesis or Diss., Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1009.

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Les travaux de recherche du présent projet se situent dans le contexte général de l'optimisation de la technique de sono-thrombolyse (destruction d'un caillot sanguin ou d'un thrombus par cavitation ultrasonore). En effet, certes cette technique a plusieurs avantages par rapport à la solution chirurgicale, mais elle présente des limitations qui sont principalement le risque de libération de fragments du thrombus, susceptibles d'engendrer l'embolie pulmonaire. Face à ces limites actuelles que de la technique de sono-thrombolyse, s'est imposée la nécessité de pousser plus loin les recherches pour mieux comprendre les mécanismes qui la régissent. D'où le projet de la présente thèse qui s'intéresse plus particulièrement aux écoulements générés lors de l'application des ultrasons focalisés dans un liquide. L'objet du présent travail consiste à étudier minutieusement les phénomènes hydrodynamiques et acoustiques, en particulier le streaming acoustique du fluide et la force de radiation ultrasonore agissant sur les particules solides. Cela permettra d'obtenir une connaissance profonde des phénomènes hydrodynamiques se produisant lors de l'application des HIFU dans un milieu liquide chargé de particules.La technique optique de PIV a été adoptée pour mesurer l'écoulement du fluide ainsi que des particules solides. Ceci a permis de caractériser le streaming acoustique induit par la propagation des ultrasons focalisés dans un milieu liquide infini, de le comparer à un écoulement classique de type jet circulaire libre, et de déterminer un diamètre critique au-dessus du quel l'écoulement des particules solides sphériques dans un liquide est dominée par la force de radiation ultrasonore plutôt que par l'entrainement du streaming acoustique. Comme approche numérique, un outil de simulation CFD a été utilisé afin de modéliser le même écoulement de streaming en question et afin de comparer les résultats numériques avec les résultats expérimentaux obtenus
The research work of this project is provided in the context of sono-thrombolysis technique optimization (blood clot or thrombus destruction by ultrasonic cavitation). Indeed, although this technique has several advantages over the surgical solution, but it has limitations that are mainly the risk of thrombus fragments releasing in the circulation, likely to induce pulmonary embolism.In view of these sono-thrombolysis technique current limitations, it has become necessary to carry out further research to better understand the mechanisms that govern it. Hence, comes the project of the present thesis, which is particularly interested in the flows generated by the application of focused ultrasound in a liquid. The purpose of the present work is to accurately study the hydrodynamic and acoustic phenomena, in particular the fluid acoustic streaming and the ultrasound radiation force acting on solid particles. This would provide a deep understanding of the hydrodynamic phenomena occurring during HIFU (High Intensity Focused Ultrasound) application in a liquid medium with particles.Particle Image Velocimetry (PIV) optical technique has been adopted to measure the fluid flow as well as solid particles flow. This allowed us to characterize the focused ultrasound induced acoustic streaming in an infinite liquid medium, to compare it with a conventional circular free jet flow, and to determine a critical diameter above which solid spherical particles flow in a liquid is dominated by the radiation force rather than the acoustic streaming drag force. As a numerical approach, a CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation tool was used to model the same streaming flow and to compare the numerical results with the experimental obtained ones

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Ouelaa, Nouredine. "Rayonnement acoustique des conduits cylindriques finis, parcourus par un écoulement uniforme." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0075.

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L'étude décrit le rayonnement acoustique intérieur et extérieur à une enveloppe cylindrique finie déformable, prolongée par un baffle cylindrique infini, avec présence d'un fluide occupant le milieu interne, en mouvement uniforme et un fluide occupant le milieu externe infini au repos. Le milieu interne pourra contenir des sources acoustiques monopolaires, dipolaires ou une répartition surfacique de sources dipolaires dont le but est de modéliser le bruit émis par une pale de ventilateur La pression acoustique externe est exprimée sous forme intégrale de simple couche alors que la pression acoustique interne est de simple couches sur la sur face du cylindre et de double souche sur la surface de l'obstacle interne s'apparentant à la pale d'un ventilateur. Le modèle développé qui intègre l'aspect modal de la réponse de la coque, le rayonnement externe et interne et la prise en compte de fluide lourd et/ou léger avec ou sans écoulement constitue la modélisation de rayonnement de cylindre par la méthode intégromodale la plus sophistiquée actuellement. La résolution globale du problème s'effectue par projection dans la base in vacuo de cylindre sur appuis
An analytical of the modelisation of the acoustic radiation from a finite cylindrical shell with infinite rigid extensions is presented9 The shell is immersed in an infinite surrounding fluid at rest and contains flowing fluid. The shell is excited either by an harmonic driving force or by internal acoustic sources. In this study the theory and the main original results on the internal radiation impedances, the influence of the flowing fluid and the influence of the nature of fluid (heavy and/or light) on the acoustic radiated power in both medium exterior and interior are presented

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Durant, Christophe. "Etude expérimentale de l'excitation et de la réponse vibroacoustique d'une conduite sollicitée par un écoulement interne." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1999. http://www.theses.fr/1999ECDL0036.

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Dans ce travail, nous nous intéressons au problème de la réponse vibratoire et du rayonnement acoustique des structures sollicitées par des écoulements turbulents. Ces problèmes d'interaction fluide-structure demeurent une préoccupation dans le secteur des transports à grande vitesse (confort acoustique des passagers) mais aussi dans le domaine de la production d'énergie nucléaire (exigence de sûreté). L'objectif à longs termes serait de pouvoir prédire numériquement la réponse d'une structure connaissant les caractéristiques de l'excitation induite par l'écoulement. Notre travail s'inscrit dans cette démarche. L'étude des problèmes d'interaction fluide-structure est délicate compte tenu des différentes disciplines scientifiques qu'elle fait intervenir (mécanique des fluides, mécanique des vibration, acoustique). Nous avons donc choisi d'étudier une configuration élémentaire permettant d'avoir accès aux différents paramètres du problème : excitation, vibration et acoustique. Cette configuration est celle d'une conduite cylindrique sollicitée par un écoulement interne pleinement développé. Avec ce dispositif, nous nous sommes fixé deux objectifs : en premier, analyser les différents mécanismes qui conduisent à la réponse acoustique de la conduite et, en second, créer une base de données complète qui puisse être utilisée pour caler des codes de prédictions. Pour assurer la validité et la qualité de la base de données, nous portons un grand soin à la conception et à la réalisation du moyen d'essai. La zone de mesures se situe ainsi à 45 diamètres de l'extrémité amont de la conduite pour obtenir un écoulement pleinement développé (vitesse maximale : 130 m/s), ceci est confirmé par des mesures de profils de vitesse et d'évolution longitudinale de la pression statique. De son coté, la coque de diamètre 0,125 m, de longueur 0,46 m et d'épaisseur 0,5 mm dont nous mesurons la réponse vibroacoustique est contrôlée via une analyse modale. Une attention particulière est portée sur l'aspect excitation tant du point de vue mesure que traitement La pression pariétale induite par l'écoulement est mesurée par un réseau de microphones montés affleurant à la paroi interne de la conduite. Les résultats obtenus sont alors traités pour éliminer la contribution acoustique en basses fréquences et corriger la perte de résolution spatiale en hautes fréquences. Trois techniques dites de décontamination acoustique sont détaillées et testées, cette partie constitue une originalité de notre travail notamment pour ce qui est des résultats sur la densité interspectrale. Toutes les données relatives au champ de pression pariétale permettent d'alimenter un modèle traduisant le comportement fréquentiel et spatial du champ excitateur. Ce modèle est à son tour implanté dans un code de calcul développé au Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique de Marseille et différentes simulations montrent l'importance de la vitesse de convection sur les prédictions. Pour compléter la base de données, la réponse vibratoire de la coque soumise à l'écoulement est mesurée à l'aide d'un vibromètre laser, de même son rayonnement acoustique est mesuré au moyen de microphones et d'une sonde intensimétrique. Ces réponses font apparaître un comportement modale clairement identifié jusqu'à 1600 Hz. Leur évolution avec la vitesse d'écoulement suit une loi puissance en U3'2
In this study, we focus on flow induced vibration and noise phenomena. This type of fluid-structure interaction problem concerns mainly high speed transports (acoustic corn-fort) and nuclear power production (security). Long-dated, the global aim is the possibility to predict the vibroacoustic response of a structure knowing the characteristics of the flow excitation. Our work is in keeping with this general pattern. The study of such phenomena is difficult because it includes several scientific branches as fluid mechanics, vibration mechanics and acoustic. Therefore, we chose to consider a simple configuration allowing to have access to the different parameters : excitation, vibration and acoustic. So, our experimental study considers the vibroacoustic response of a pipe excited by a fully developed internai flow. The aims of our work are (i) the understanding of the mechanism leading to the response of the pipe and (ii) the creation of a data bank usable for numerical predictions. To insure the validity and the quality of our data bank, we take special care of the conception and the realization of the pipe rig facility which was mounted in anechoic wind tunnel of the LMFA. So, the test section is located 45 diameters from the upstream end of the pipe to achieve a fully developed flow. This characteristic is confirmed owing to velocity profiles and static pressure measurements up to a maximal centerline flow velocity of 130 m/s. Moreover, the 0. 125 m diameter, 0. 46 m long and 0. 5 mm thickness shell which we measure the vibroacoustic response is controlled with a modal analysis. We turn one 's attention to the characterization of the excitation induced by the flow. The wall pressure field is measured with an array of flush-mounted microphones. Then, the results are treated to cancel the acoustic contribution in the low frequency range and to correct the loss of spatial resolution for higher frequencies. Three noise cancellation techniques are detailed and tested. This point represents an original part of our work, especially its extension to the cross-spectral density of the wall pressure field. All the data on the wall pressure field are regrouped in a model of excitation traducing its frequential and spatial behavior. Then, this model is introduced in numerical calculation developed by the Mechanics and Acoustic Laboratory of Marseille. Several simulations show the importance of the convection velocity on the predictions. To complete the data bank, the vibration response of the pipe excited by the flow is measured with a laser vibrometer and the acoustic radiation is measured with microphones and an intensity probe. These responses exhibit a modal behavior identified up to 1600 Hz and follow a power law U03,2 with the flow velocity

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Leroux, Maud. "Propagation acoustique en conduit traité: influence de l'écoulement sur la propagation acoustique avec impédance de paroi." Phd thesis, Université du Maine, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00106271.

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Ce travail de thèse effectué au Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine s'inscrit dans le cadre d'une étude à caractère expérimental sur la propagation des ondes acoustiques dans des guides traités acoustiquement en présence d'un écoulement. Les guides d'onde considérés sont des conduits droits dont la paroi peut être localement modifiée. Les traitements pariétaux appliqués sont caractérisés globalement par leur impédance. Déterminer l'impédance de ces éléments permet d'en déduire l'atténuation sonore pour des applications industrielles possibles, telles que la réduction des nuisances sonores dans des pots d'échappement ou des réacteurs d'avion.
La présente étude se limite à des traitements à réaction dite locale, dont l'impédance est estimée en fonction de la fréquence.

Une méthode basée sur la décomposition modale de la pression est exposée. La modélisation est adaptée aux différents traitements pariétaux étudiés et permet d'obtenir les caractéristiques de la transmission d'une onde acoustique. Les applications sont effectuées dans le cas de la propagation d'un mode plan, dans le cas où plusieurs modes sont considérés, ou enfin, dans le cas où le profil d'un écoulement non uniforme est pris en compte. Cette méthode est associée à une méthode inverse permettant d'estimer l'impédance des traitements pariétaux.

Les résultats sont confrontés aux mesures réalisées. Les expériences ont été menées sur des bancs à écoulement où des mesures de matrice de diffusion sont réalisées à partir d'une méthode multi-microphonique classique.

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Benhammou, Mohammed. "Mesure de l'intensité acoustique dans un conduit cylindrique en présence d'un écoulement." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD346.

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Le but de cette étude est de mettre au point une technique nouvelle de mesure de l'intensité acoustique en présence d'un écoulement uniforme, qui soit valable pour des configurations aéroacoustiques complexes. Cette nouvelle méthode s'appuie sur la mesure directe, d'une part, de la pression acoustique instantanée par un microphone et, d'autre part, du vecteur vitesse acoustique instantanée par un fil (ou film) chaud. Afin de maîtriser les champs aérodynamiques nous avons décomposé le travail en deux étapes de complexité croissante. 1) Onde plane en présence d'un écoulement uniforme. Nous montrons que l'utilisation du fil chaud pour la mesure de la vitesse acoustique conduit à des résultats comparables à ceux obtenus par une méthode plus classique fondée sur l'utilisation de deux microphones. 2) Onde oblique en présence d'un écoulement uniforme. L'extension de la méthode à des champs acoustiques distribués sur des modes d'ordre supérieur pour une fréquence discrète est effectuée avec une sonde à films chauds croisés. La validation des mesures est fondée sur la comparaison des distributions, dans une section droite, des vitesses et intensité acoustiques déterminées expérimentalement, aux distributions de ces vecteurs obtenues par simulation numérique. Malgré certaines difficultés liées aux conditions expérimentales extrêmement difficiles, nous avons pu vérifier les propriétés des modes étudiés et les phénomènes liés aux conditions aux limites. Ce travail apporte ainsi une solution fiable à un problème aujourd'hui non résolu.

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Selle, Laurent. "Simulation aux grandes échelles des interactions flamme / acoustique dans un écoulement vrillé." Toulouse, INPT, 2004. http://www.theses.fr/2004INPT001H.

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Les écoulements vrillés (i. E. En rotation par rapport à la direction principale de l'écoulement) présentent des topologies très variées en fonction du rapport entre la vitesse débitante et la vitesse de rotation. Si ce rapport est suffisamment grand, il se forme une zone de recirculation sur l'axe de rotation. Cette propriété est utilisée dans les foyers de turbines pour stabiliser la flamme et la rendre compacte. Cependant, ces écoulements sont sujets à des instabilités de combustion résultant du couplage entre l'acoustique et la réaction chimique, pouvant entraîner jusqu'à la destruction du système. Ces instabilités sont totalement imprévisibles à l'aide des méthodes d'ingénierie classiques. Le travail présenté dans ce mémoire de thèse propose de démontrer que de nouveaux outils numériques sont potentiellement capables de prédire les instabilités de combustion. Par exemple, la méthode de Simulation aux Grandes Echelles, implémentée dans un code de calcul compressible permet de prendre en compte les ingrédients principaux des instabilités de combustion comme l'acoustique et l'interaction entre un front de flamme et une structure tourbillonnaire. Ce travail de thèse montre une validation de la simulation aux grandes échelles dans une géométrie industrielle complexe (brûleur SIEMENS) pour un écoulement vrillé non-réactif et réactif. Le code de calcul utilisé est le code AVBP, développé au CERFACS. Les résultats numériques sont comparés avec succès à des mesures expérimentales effectuées à l'Université de Karlsruhe (Allemagne). De plus, une analyse approfondie de l'acoustique de la configuration et de son interaction avec la combustion est présentée. Pour cette analyse, c'est un autre code du CERFACS (AVSP) qui est utilisé.

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Leclercq, Damien. "Modélisation de la réponse électro-acoustique d'une structure couplée à une cavité en présence d'un écoulement turbulent." Compiègne, 1999. http://www.theses.fr/1999COMPA001.

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Gloerfelt, Xavier. "Bruit rayonné par un écoulement affleurant une cavité : Simulation aéroacoustique directe et application de méthodes intégrales." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2001. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1879_xgloerfelt.pdf.

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Mon travail de thèse est consacré au calcul direct du bruit d'origine aérodynamique à partir des équations de Navier-Stokes. Cette méthode consiste à déterminer simultanément le champ aérodynami¬que et les ondes acoustiques qui possèdent des caractéristiques physiques très différentes, sans faire intervenir de modélisation acoustique. Elle nécessite donc l'utilisation de techniques numériques qui prennent en compte les particularités des fluctuations acoustiques. L'alternative à cette démarche consiste en effet à utiliser une méthode hybride, s'appuyant sur un calcul en deux étapes. La première étape détermine un champ turbulent de vitesse, alors que la seconde utilise un modèle de sources acoustiques combiné avec un opérateur de propagation pour obtenir le rayonnement acoustique. Le premier chapitre présente le code aéroacoustique ALESIA et les développements nouveaux pour l'étendre aux situations en présence de parois physiques. On a notamment développé une formulation des conditions aux limites de paroi. Ce problème est illustré par des cas-tests acoustiques et visqueux. Le deuxième chapitre synthétise l'état des connaissances théoriques et expérimentales concernant l'écoulement au dessus d'une cavité et notamment le rayonnement sonore associé. On s'attache plus particulièrement à la boucle de rétroaction aérodynamique pouvant générer les oscillations autoen-tretenues observées. Le calcul direct du bruit de cavité par simulation numérique directe (DNS) des équations de Navier-Stokes est mis en oeuvre pour plusieurs configurations bidimensionnelles dans le troisième chapitre. Une première simulation laminaire à bas Reynolds permet de reproduire le cou¬plage pression-vorticité responsable d'un rayonnement intense. L'étude de l'influence de l'épaisseur de la couche limite incidente met en évidence un nouveau régime d'écoulement, peut-être les limites d'une approche 2-D. Une deuxième simulation reproduit à l'échelle 1, par DNS, une configuration étudiée expérimentalement par Karamcheti(1955), où une couche limite laminaire à Mach 0. 7 affleure une cavité rectangulaire bidimensionnelle. Parmi les théories aéroacoustiques disponibles, le quatrième chapitre analyse les possibilités offertes par les méthodes intégrales, afin de déterminer leur pertinence et leur complémentarité avec les cal¬culs directs. Une revue exhaustive des formulations et des applications existantes permet d'ordonner les nombreux développements réalisés dans ce domaine et de déterminer leur champ d'application respectif. Le dernier chapitre discute la résolution numérique de ces formulations. Trois formula¬tions intégrales, l'analogie de Ffowcs Williams et Hawkings, la méthode d'extrapolation de Kirchhoff et la méthode d'extrapolation basée sur l'équation de Ffowcs Williams et Hawkings sont mises en oeuvre pour plusieurs configurations. L'application à la cavité non compacte de Karamcheti permet d'appréhender les possibilités offertes en terme de gain numérique et d'analyse des sources de bruit.

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Blanc, Patrick. "Calcul de bruit rayonné par une singularité placée dasn un écoulement." Aix-Marseille 2, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX22108.

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La presence inevitable de singularites dans les circuits fluides est susceptible d'engendrer, a partir des perturbations causees sur l'ecoulement, des niveaux de bruit importants. L'equation de lighthill decrit les mecanismes de transfert entre une zone de turbulence developpee et les fluctuations de pressions acoustiques. Sa resolution, dans le cas d'une conduite infiniment rigide, pour des frequences inferieures a la frequence de coupure, permet de montrer que la puissance acoustique rayonnee est directement proportionnelle a la densite spectrale du produit des vitesses instannees de l'ecoulement. L'objectif de cette etude est la realisation d'un modele numerique qui puisse quantifier ce transfert turbulence-acoustique a partir de resultats fournis par des codes de mecanique des fluides de type industriel. Ces logiciels resolvent les equations de navier-stokes en utilisant un moyennage statistique des fluctuations de l'ecoulement, la perte d'information causee par ce moyennage impose alors de developper un modele d'evolution spatio-temporelle du produit des vitesses. L'ensemble des resultats montre que la methode permet d'apprehender qualitativement mais aussi quantitativement le bruit genere par une singularite d'ecoulement.

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Levitte, Emmanuel. "Réponse d'une plaque couplée à une cavité acoustique excitée par un écoulement turbulent." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2008. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1397.

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Since many years, transport noise reductions have been a high priority for manufacturers. Indeed, low noise level into cars or planes has become an important sale argument. Furthermore, passengers comfort is nowadays a main concern for aerospace manufacturers. In this master work, we have investigated how aircraft cabin noise sources exist in a plane during cruising flight. Aircraft cabin noise is mainly due to the fuselage boundary layer. In this paperwork, we have done a review of the turbulent boundary layer articles existing in the literature. Then, to compare these articles, we have implemented these models on Matlab and Fortran programs by using a plate-backed cavity to study the various turbulent boundary layer (TBL) models, in particular the use of SEA (Statistical Energy Analysis) versus a full modal description to study the breakdown of the transmission paths from the source to the cavity. A whole chapter is focused on the determination of the joint acceptance which determines how well a structural mode couples with the external pressure. Moreover, we have determined several indicators, such as input power or quadratic velocity. To validate our code, we have compared it to experimental data by using AutoSEA2 software. Then, we have compared the different transmission paths for TBL excitation, such as resonant modes versus non resonant modes. To validate our work, we compare our results to these Davies [1] experimental data.

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Méry, Fabien. "Instabilités linéaires et rayonnement acoustique d'un écoulement sur une paroi présenatant une cavité." Toulouse, ISAE, 2010. http://www.theses.fr/2010ESAE0017.

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L'aéroacoustique des cavités constitue une problématique majeure pour l'industrie aéronautique en ce qui concerne la réduction du bruit d'un avion en phase d'atterrissage. Parmi les différents outils d'analyse d'un tel écoulement, la théorie de stabilité linéaire fournit un moyen simple d'investigation. Dans la bibliographie afférente, on trouve surtout des études fondamentales (bas nombres de Reynolds, cavités rectangulaires). Notre étude s'est concentrée sur la stabilité d'un cas plus appliqué issu d'expérimentations réalisées à l'ECL dans le cadre du projet AEROCAV. Précisément, nous étudions l'écoulement sur une paroi plane présentant une cavité cylindrique pour une vitesse incidente de 70 [m/s] correspondant à un nombre de Reynolds important basé sur le diamètre de la cavité (460 000). Une simulation des grandes échelles a par ailleurs été réalisée à l'ONERA DSNA. La partie moyenne de cette simulation sert d'écoulement de base pour l'étude de stabilité, la partie instationnaire d'éléments de comparaison. L'étude de stabilité est conduite dans le plan médian à la cavité situé dans l'axe de l'écoulement principal. Dans ce plan, l'écoulement présente deux directions d'inhomogénéité, c'est pourquoi une théorie dite globale 2D a été mise en œuvre pour l'étude de stabilité d'une telle configuration. La g"ométrie utilisée (plan médian de la cavité cylindrique) présente l'intérêt d'avoir des résultats de mesure mais l'inconvénient de nécessitéer une modélisation limitée au plan médian. Pour cette raison, nous avons souhaité appliquer la même approche de stabilité à des écoulements sur des cavités rectangulaires. Une étude paramétrique vis-à-vis de la vitesse incidente a été réalisée et confirme les résultats de la cavité cylindrique. Le calcul de stabilité a permis de mettre en évidence l'émergence des modes de Kelvin-Helmholtz qui semblent coïncider avec les modes dits de Rossiter. Cela permet une réinterprétation de la formule de Rossiter d'un point de vue stabilité. Par ailleurs, une simulation sur cavité rectangulaire avec vitesse incidente variable a permis de mettre en évidence le changement de mode impliqué dans la résonance de la cavité par une analyse HR d'un senseur de pression. Ce calcul permet une caractérisation et une compréhension du phénomène de sélection de mode émis par la cavité.

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Guérin, Sébastien. "Réduction de sons auto-entretenus par effet Coanda sur des jets auxilliaires." La Rochelle, 2001. http://www.theses.fr/2001LAROS070.

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Cette étude porte sur la réduction des sons auto-entretenus (les sifflements) produits par un écoulement d'air à faible nombre de Mach traversant deux diaphragmes rigides placés en tandem dans un tuyau. Ces sons ont la particularité d'être calés en fréquence sur les résonances acoustiques longitudinales du tube et d'avoir une amplitude très élevée. Typiquement, pour un rapportL/D de distance entre les diaphragmes au diamètre de leur orifice central compris entre 0,4 et 3, le niveau acoustique atteint 130 à 140 dB (re 20 mPa) lorsque le nombre de Reynolds caractéristique varie entre 104 et 105. Afin de réduire ces sons, quatre fentes radiales divergentes sont ménagées sur le diaphragme amont. Les jets secondaires, qui en sortent, ont pour rôle de désorganiser les anneaux tourbillonnaires du jet principal avant qu'ils n'atteignent le diaphragme aval, où ils transforment une partie de leur énergie cinétique en énergie sonore. En variant la vitesse de l'écoulement ou la distance séparant les diaphragmes, Coiret (1999) a montré que le champ acoustique peut bifurquer vers une branche réductrice des sons auto-entretenus jusqu'à 30 dB. Un effet d'hystérésis maintient cette réduction sur une large plage de nombres de Reynolds. A partir d'une exploration du champ de vitesse par anémométrie à fil chaud, nous montrons qu'un effet Coanda se produit sur les jets auxiliaires issus des fentes provoquant leur déflexion vers l'un des deux bords biseautés de la fente. A la suite de ce changement de trajectoire, les jets auxiliaires perturbent davantage les anneaux tourbillonnaires. Ces derniers passent également plus près del'axe du tuyau au niveau des lèvres du diaphragme aval en raison d'une contraction de l'écoulement. Il en résulte une baisse de la production acoustique. Cependant, la réorganisation de l'écoulement a l'inconvénient d'augmenter d'environ 25% la perte de charge créée par les diaphragmes. Une telle méthode passive pourrait avoir des applications industrielles sur les écoulements internes et externes qui sont le siège d'oscillations auto-entretenues
The present study deals with the reduction of the self-sustained tones (the whistling) produced by a low Mach number air flow crossing two rigid baffles in tandem inside a duct. These tones have a single well defined frequency matching the longitudinal acoustic resonance of the pipe and have a high amplitude. Typically, their sound pressure level attains 130 to 140 dB (re 20 mPa) when the ratio between the baffle spacing and the diameter of their aperture belongs to the range [0. 4; 3] and the Reynolds number varies between 104 and 105

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Billon, Alexis. "Etude expérimentale des sons auto-entretenus produits par un jet issu d'un conduit et heurtant une plaque fendue." La Rochelle, 2003. http://www.theses.fr/2003LAROS103.

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Les sons auto-entretenus produits (jusqu'à 125 dB) par l'impact sur une plaque fendue d'un jet libre à bas nombre de Mach et à grand rapport d'aspect, dénommée bruit de fente, est étudiée expérimentalement. Pour toutes les géométries du bord de la fente testées, ils sont engendrés à partir d'une vitesse de 6 m/s et lorsqu'une des résonances du conduit d'où débouche le jet est excitée. Le nombre de Strouhal associé à leur fréquence fondamentale décrit alors des paliers liés au nombre de tourbillons mis en évidence par des mesures anémométriques, avec des possibilités d'appariement tourbillonnaire. D'autre part, le domaine d'existence de cette fréquence fondamentale est défini par les fréquences des deux modes d'instabilité du jet. Si le bord de la fente est biseauté et si celui-ci est placé dos à l'écoulement, les sons auto-entretenus apparaissent à une vitesse inférieure (3,5 m/s), dès que le jet devient turbulent, et l'excitation d'un résonateur acoustique n'est alors plus nécessaire
The production of self-sustained tones (up to 125 dB) by a low Mach number free plane jet impinging on a slotted plate, known as slot-tone, is experimentally studied. For all geometries of the slot's edge tested, the tones are generated from 6 m/s and when a resonant mode of the duct from which the jet flows out is excited. The Strouhal number associated with the tones fundamental frequency describes stages. These one are linked to the number of vortices present, with vortex pairing possibilities. On the other hand, the frequency domain of the fundamental is defined by the two instability modes of the jet. If the edge of the slot is beveled and if this one is placed backwards to the flow, the tones occurs at a lower speed (3. 5 m/s) as soon as the jet becomes turbulent, and the excitation of an acoustic resonator is then not necessary

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Largeau, Jean-François. "Analyse expérimentale de la dynamique et du rayonnement acoustique d’un écoulement de marche montante." Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT2306.

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Cette étude expérimentale concerne l’écoulement généré sur une marche montante. Plus particulièrement, l’influence de certains paramètres (hauteur de marche et régime d’écoulement) sur l’organisation spatio-temporel de l’écoulement est analysée. Le but est de mettre en évidence les liens existants entre différentes grandeurs aérodynamiques (fluctuations de pressions pariétales et de vitesses) ainsi que leur impacts sur le champ acoustique rayonné. Pour cela, on développe un banc d’essais complet ainsi que des sondes à microphones déportés pour la mesure des fluctuations de pressions pariétales. On s’intéresse alors à vérifier l’hypothèse de quasi-bidimensionnalité de l’écoulement (visualisations par enduit de surface, anémométrie à fils chaud, sondes de fluctuations de pressions pariétales). De plus, l’organisation spatiale de l’écoulement est investie avec un système de vélocimétrie par images de particules (P. I. V. ). Les champs de vitesses et de fluctuations de pressions pariétales sont étudiés sur l’ensemble du montage et les cartographies sont obtenues pour les différentes configurations (hauteur et régime d’écoulement). Des mesures simultanées de la vitesse, des fluctuations de pressions pariétales et du champ sonore sont ensuite entreprises. On accède ainsi à la vitesse de convection des structures, aux échelles intégrales et aux corrélations entre ces différentes grandeurs sur l’ensemble du montage. Enfin, le modèle de Curle est utilisé avec les données de fluctuations de pressions pariétales et le champ acoustique estimé est confronté à la mesure
The subject of this experimental study is the flow generated over a forward-facing step. The impact of several parameters (height of step and rate of flow) on the spatio-temporal flow organisation is investigated. The aim is also to clarify relationships between wall fluctuation pressure and the velocity field. Also, a model is designed and microphones probes are developed to investigated wall fluctuations pressures. Moreover, spatial flow organisation is examined with a Particle Image Velocimetry system for different configurations (height and flow rate). First the 2D hypothesis is improved (with wall flow visualisations experiments, hot-wire anemometry, wall pressure fluctuations probes). Moreover, spatial flow organisation is examined with a Particle Image Velocimetry system for different configurations (height and flow rate). The velocity field is mesurated simultaneously with the wall pressure fluctuations and acoustic pressure. Accordingly, the structure convection velocity, integrals flow scales and correlations between these different data are obtained overall the model. Finally, a Curle model computation is realised with experimental wall pressure fluctuations data and the estimated sound field is compared with acoustic measurements

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Golliard, Joachim. "Bruit de cavités résonantes excitées par un écoulement turbulent à faible nombre de Mach." Poitiers, 2002. http://www.theses.fr/2002POIT2283.

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Cette étude concerne le bruit généré par un écoulement de couche limite turbulente affleurant sur l'ouverture d'une cavité de type résonateur de Helmholtz. On développe un modèle de prédiction du bruit, basé sur le calcul de la réponse passive de la cavité à une force d'excitation localisée à son ouverture. L'excitation est la somme des fluctuations de pression pariétale dues à la couche limite turbulente. La réponse acoustique de la cavité est calculée avec la méthode des matrices de transfert. L'impédance de l'ouverture en presence d'écoulement est un paramètre important étudié expérimentalement, ce qui donne une loi empirique. L'apparition des émergences aéroacoustiques est egalement prédite. Le modèle est validé par une étude expérimentale. L'influence des caractéristiques de l'écoulement sur les spectres de bruit généré à l'intérieur de la cavité, ainsi que l'apparition et la fréquence des émergences, correspondent bien aux prédictions
The subject of this study is the noise generated by a turbulent boundary layer flow grazing on the opening of a Helmholtz-resonator like cavity. A prediction model is developed, based upon the passive response of the cavity to an excitation located at its opening. The excitation is computed from the wall-pressure fluctuations within the turbulent boundary layer. The acoustic response of the cavity is computed with the transfer matrix method. The impedance of the opening submitted to a grazing flow is an important parameter which required an experimental study. An empirical law extracted from this experimental study is proposed. The prediction model is validated by an experimental study. The influence of the flow characteristics on the spectra of generated noise inside the cavity and on the occurrence and frequency of tones is well predicted by the model

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Duprey, Stefan. "Etude mathématique et numérique de la propagation acoustique d'un turboréacteur." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00145205.

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Cette thèse traite du problème industriel de la modélisation et de
la simulation numérique du rayonnement acoustique à l'entrée d'air des nacelles
d'Airbus. Les hypothèses physiques subséquentes au contexte industriel
précis conduisent à un modèle simplifié de propagation acoustique linéaire sur
un écoulement porteur potentiel et non-linéaire. La modélisation de la source
modale de bruit du moteur se traduit par une condition de bord exprimée par
un opérateur Dirichlet-Neumann. L'existence et l'unicité du problème mathématique
général (auquel on a rajouté une condition de Sommerfeld convectée)
de la perturbation potentielle et locale autour d'un écoulement uniforme sont
démontrées. Un couplage discret alliant le potentiel acoustique (éléments finis
de volume) et sa dérivée conormale de bord (éléments finis de frontière) par une
équation intégrale est proposé. Le code informatique est validé analytiquement
et comparativement. Les résultats originaux prouvent la nécessité de la prise en
compte des non-linéarités de l'écoulement par des différences de plus de 5 décibels
en champ lointain. Le positionnement optimal de la surface rayonnante et
la possibilité d'adaptation de la méthode multipôle rapide rendent ce couplage
incontournable. Le modèle simplifié potentiel-linéaire, même si il n'est a priori
apte qu'à traiter l'entrée d'air, trouve toute sa justification en tant que brique
d'un code global basé sur la décomposition de domaine. Finalement, soulignons
l'avènement d'un élément fini axisymétrique naturel et d'une alternative originale
de calcul de l'écoulement non-linéaire par une méthode de point fixe.

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Kandate, Rodrigue Marius. "Etude de champs acoustiques en écoulement interne par la méthode des éléments finis." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2365.

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Le travail presente ici est consacre a l'etude des phenomenes de propagation et d'attenuation des ondes acoustiques dans des conduits presentant des discontinuites et contenant un milieu en mouvement. Les equations generales de la mecanique des fluides sont rappelees afin d'etablir celles qui gouvernent la propagation acoustique en presence d'ecoulement. La modelisation des phenomenes de propagation et d'attenuation des ondes acoustiques est ensuite basee sur les formes primitives (u, v, p) de ces equations dont la resolution est effectuee a partir d'une methode numerique d'elements finis. La methode est tout d'abord appliquee a la determination des modes de resonance de cavites en ecoulement. Nous montrons les effets de convection et de refraction du milieu moyen, qui tend a diminuer les frequences de resonance et a deformer les champs acoustiques. Nous mettons egalement en evidence la presence de modes hydrodynamiques dont les frequences sont des multiples du nombre de mach. L'etude de l'attenuation acoustique dans un silencieux dissipatif de longueur finie permet ensuite de montrer comment varie l'absorption acoustique en fonction des parametres physiques caracteristiques du materiau en paroi et de la nature de l'ecoulement moyen. Nous etudions par la suite les performances acoustiques d'un resonateur a deux cols. Nos resultats montrent notamment que dans un tel silencieux la theorie des ondes planes n'est pas valable dans la gamme de hautes frequences, ceci etant du aux effets des modes transverses. On note egalement une reduction des pertes par transmission des lors qu'on est en presence d'un ecoulement. Enfin, nous avons simule un systeme sources de type monopolaire en paroi d'un conduit contenant un milieu en mouvement, base sur le principe de l'absorption active. Le modele mis au point reproduit correctement le phenomene de reduction de bruit, y compris en presence d'ecoulement

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Reyt, Ida. "Écoulements induits en guide d'onde acoustique fort niveau." Thesis, Poitiers, 2012. http://www.theses.fr/2012POIT2292/document.

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La propagation d'une onde acoustique en guide est associée, pour de forts niveaux, à un certain nombre de phénomènes de l'acoustique non linéaire. Parmi ces phénomènes, les écoulements redressés (ou vent acoustique), l'effet d'une discontinuité et la transition à la turbulence, à l'étude dans ce mémoire, sont associés à la génération d'écoulements induits. L'étude expérimentale de ces phénomènes repose sur l'adaptation des méthodes de vélocimétrie Laser : Vélocimétrie Laser par effet Doppler (VLD) et Vélocimétrie par Images de Particules (PIV) à la mesure des différents écoulements. Ainsi, des mesures PIV en sortie de convergent, viennent compléter des mesures VLD réalisées antérieurement. Dans l'espoir de mieux appréhender les spécificités de la transition à la turbulence en guide d'onde acoustique, l'évolution de la couche limite de Stokes est étudiée pour des amplitudes de vitesse acoustique croissantes. Une étude expérimentale des écoulements redressés dans un guide d'onde à section carrée est proposée et les spécificités liées à cette géométrie sont recherchées. En outre, l'évolution des tourbillons du vent acoustique en guide d'onde cylindrique est analysée lorsque le vent devient rapide et certains facteurs pouvant être à l'origine de cette évolution sont modifiés. La répartition harmonique dans le guide est ainsi modifiée, puis l'influence des conditions thermiques est abordée en couplant les mesures de vitesses à des mesures de température moyenne dans le guide et en paroi. Une comparaison avec des résultats issus de simulations numériques permet de conforter l'évolution des écoulements redressés observée
High amplitude acoustic propagation in a guide is associated with several non linear phenomena including acoustic streaming, discontinuity effects and transition to turbulence. Those phenomena are studied in this work and are all associated with acoustically induced flows. The present experimental study therefore is based on velocimetry laser techniques: Laser Doppler Velocimetry (LDV) and Particle Image Velocimetry (PIV), wich are fitted to the measurement of the different flow velocity components. Firstly, PIV measurements at the exit of a convergent enable to complement previous LDV measurements. Then, in order to a better understanding of the specificity of transition to turbulence in acoustics, the evolution of the Stokes boundary layer is studied for increasing acoustic velocity amplitudes. Then an experimental study of acoustic streaming in a square channel is reported, and the influence of the geometry is examined. Moreover, the evolution of acoustic streaming vortices in a cylindrical waveguide is analyzed for fast streaming and some parameters that could control such evolution are modified. The harmonicdistribution inside the guide is changed and then the influence of thermal conditions is studied by coupling velocity measurements and mean temperature measurements inside the waveguide and along the wall. Some comparisons between measured streaming velocities and numerical simulation results are presented

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Amailland, Sylvain. "Caractérisation de sources acoustiques par imagerie en écoulement d'eau confiné." Thesis, Le Mans, 2017. http://www.theses.fr/2017LEMA1037/document.

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Les exigences en matière de bruit rayonné par les navires de la Marine ou de recherche engendrent le développement de nouvelles méthodes pour améliorer leurs caractérisations. Le propulseur, qui est la source la plus importante en champ lointain, est généralement étudié en tunnel hydrodynamique. Cependant, compte tenu de la réverbération dans le tunnel et du niveau élevé du bruit de couche limite turbulente (CLT), la caractérisation peut s’ avérer délicate. L'objectif de la thèse est d'améliorer les capacités de mesures acoustiques du Grand Tunnel Hydrodynamique (GTH) de la DGA en matière de bruits émis par les maquettes testées dans des configurations d'écoulement.Un modèle de propagation basé sur la théorie des sources images est utilisé afin de prendre en compte le confinement du tunnel. Les coefficients de réflexion associés aux parois du tunnel sont identifiés par méthode inverse et à partir de la connaissance de quelques fonctions de transfert. Un algorithme de débruitage qui repose sur l’ Analyse en Composantes Principales Robuste est également proposé. Il s'agit de séparer, de manière aveugle ou semi-aveugle, l’ information acoustique du bruit de CLT en exploitant, respectivement, la propriété de rang faible et la structure parcimonieuse des matrices interspectrales du signal acoustique et du bruit. Ensuite, une technique d'imagerie basée sur la méthode des sources équivalentes est appliquée afin de localiser et quantifier des sources acoustiques corrélées ou décorrélées. Enfin, la potentialité des techniques proposées est évaluée expérimentalement dans le GTH en présence d'une source acoustique et d'un écoulement contrôlé
The noise requirements for naval and research vessels lead to the development of new characterization methods. The propeller, which is the most important source in the far field, is usually studied in a water tunnel. However, due to the reverberation in the tunnel and the high level of flow noise, the characterization may be difficult. The aim of the thesis is to improve the measurement capabilities of the DGA Hydrodynamic tunnel (GTH) in terms of noise radiated by models in flow configurations.The propagation model is described through the image source method. Unfortunately, the reflection coefficients of the tunnel walls are generally unknown and it is proposed to estimate these parameters using an inverse method and the knowledge of some reference transfer functions. The boundary layer noise (BLN) may be stronger than the acoustic signal, therefore a Robust Principal Component Analysis is introduced in order to separate, blindly or semi-blindly, the acoustic signal from the noise. This algorithm is taking advantage of the low rank and sparse structure of the acoustic and the BLN cross-spectrum matrices. Then an acoustic imaging technique based on the equivalent source method is applied in order to localize and quantify correlated or decorrelated sources. Finally, the potentiality of the proposed techniques is evaluated experimentally in the GTH in the presence of an acoustic source and a controlled flow

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Legendre, Guillaume. "Rayonnement acoustique dans un fluide en écoulement : analyse mathématique et numérique de l'équation de Galbrun." Phd thesis, Paris 6, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004930.

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Les travaux de cette thèse concernent la simulation numérique de la propagation acoustique dans un fluide en écoulement, en régime périodique établi. Le modèle retenu est l'équation de Galbrun, qui modélise la propagation linéaire d'ondes en présence d'un écoulement de fluide parfait en évolution adiabatique et porte sur le déplacement lagrangien. L'analyse mathématique montre qu'une méthode d'éléments finis nodaux ne permet pas, en général, d'approcher la solution de l'équation, les résultats étant alors fortement pollués par des modes numériques "parasites". Dans la première partie de la thèse, nous proposons une méthode de régularisation de l'équation pour laquelle nous prouvons la convergence d'une approximation par éléments finis nodaux pour des problèmes de diffraction dans un conduit en présence d'écoulements subsoniques uniforme ou cisaillé. La deuxième partie du document est consacrée à la construction et l'étude de couches absorbantes parfaitement adaptées, dites PML, pour le rayonnement d'une source localisée en présence d'un écoulement uniforme et dans un conduit. Nous traitons successivement le cas d'une source irrotationnelle, qui conduit à un problème scalaire, et celui d'une source quelconque. Un principe d'absorption limite est établi dans le cas général et nous démontrons un résultat de convergence exponentielle de la méthode de PML en fonction de la longueur des couches. Des résultats numériques illustrant ces approches sont présentés.

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Félix, Simon. "Propagation acoustique dans les guides d'ondes courbes et Problème avec source dans un écoulement cisaillé." Phd thesis, Université du Maine, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007890.

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Les travaux de cette thèse ont pour cadre l'approche modale de la propagation d'ondes en conduit. Deux aspects sont abordés : la propagation acoustique dans les guides d'ondes courbes, sans écoulement, et le problème d'une source dans un écoulement cisaillé, dans un conduit rectiligne.
Pour un guide courbe à deux ou trois dimensions, une formulation multimodale de la propagation acoustique est mise en place et validée, et des équations différentielles matricielles sont établies pour la pression et la vitesse longitudinale, ainsi qu'une équation de Riccati pour la matrice impédance. Si les caractéristiques du coude (section, admittance aux parois) sont constantes, un calcul algébrique de la matrice de diffusion est possible, qui permet l'étude des propriétés de diffusion de ce coude et de tout système complexe composé de conduits droits et courbes. Une comparaison de cette approche, ondulatoire, et d'une matrice de diffusion construite par la méthode des rayons montre une très grande similitude entre ces résultats à haute fréquence. L'atténuation dans un coude traité en parois par un matériau absorbant est enfin étudiée dans le cadre de l'approche multimodale et nous mettons en évidence plusieurs propriétés des conduits courbes traités.

La seconde partie de ces travaux concerne le problème de la propagation acoustique dans un guide droit siège d'un écoulement parallèle cisaillé, en présence d'une source. La fonction de Green de l'équation de Pridmore-Brown est calculée dans un premier temps. Par transformée de Fourier spatiale inverse, les pôles de la fonction de Green font apparaître les modes acoustiques perturbés par l'écoulement, dont il est alors possible de calculer l'amplitude. La présence d'un spectre continu dû à la singularité de l'équation de Pridmore-Brown est également mise en évidence, et la contribution du continuum de modes hydrodynamiques correspondant est étudiée et décrite.

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Primus, Julien. "Détermination de l'impédance acoustique de matériaux absorbants en écoulement par méthode inverse et mesures LDV." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00787256.

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La réduction des nuisances sonores est un enjeu permanent pour les acteurs de l'aéronautique. L'optimisation de la réduction de bruit apportée par les traitements acoustiques tapissant la nacelle des réacteurs turbofan passe par une caractérisation précise des matériaux employés dans l'environnement aéroacoustique d'utilisation, qui met en jeu un écoulement rasant de vitesse importante combiné à de forts niveaux sonores. L'objectif de cette thèse est de développer une méthode inverse pour la détermination de l'impédance acoustique de liners soumis à un écoulement rasant, basée sur des mesures non intrusives du champ de vitesse acoustique au-dessus du matériau par Vélocimétrie Laser Doppler (LDV). L'impédance de liner est obtenue par minimisation de l'écart entre le champ de vitesse acoustique mesuré et le champ simulé numériquement en résolvant les équations d'Euler linéarisées bidimensionnelles harmoniques, discrétisées par un schéma Galerkin discontinu. Le gradient de la fonction objectif minimisée est calculé via la résolution, à chaque itération, des équations directes et adjointes. Une première étape de validation du solveur est effectuée sur des cas-tests académiques, puis sur des cas expérimentaux impliquant des mesures de pression acoustique en paroi rigide opposée au liner. Dans un second temps, la méthode est appliquée à des mesures de vitesse acoustique obtenues par LDV dans le banc B2A de l'ONERA en l'absence d'écoulement. La dernière étape consiste à prendre en compte l'effet d'un écoulement rasant de profil cisaillé. Les impédances identifiées à partir de mesures LDV en présence d'écoulement ont notamment permis de gagner en compréhension sur les phénomènes d'absorption intervenant dans le banc B2A.

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Ben, Tahar Mabrouk. "Formulation variationnelle par équations intégrales pour le rayonnement acoustique en présence d'un écoulement non-uniforme." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPE098.

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Nous présentons, dans ce travail, une nouvelle formulation variationelle par équations intégrales pour l'étude du rayonnement acoustique en présence d'un écoulement non uniforme. Cette formulation est basée sur la prise en compte d'une partie de l'opérateur, qui gouverne le problème, par équations intégrales, l'autre partie, qui représente l'effet de l'écoulement, est prise par éléments finis. La représentation intégrale implicite du potentiel des vitesses acoustiques complexes obtenue a l'avantage d'une part de tenir compte d'une manière directe de la condition de rayonnement à l'infini et d'autre part de limiter le domaine d'intégration à celui où l'effet de l'écoulement est significatif. L'association à cette représentation intégrale d'une formulation variationnelle permet d'une part d'éviter le calcul de la partie finie des intégrales singulières et d'autre part d'aboutir après discrétisation par éléments finis à un système algébrique symétrique implicite qui est résolu par un processus itératif. Les résultats numériques obtenus par cette formulation pour des problèmes plans et axisymétriques, ont permis de mettre en évidence l'importance de la prise en compte de l'effet de l'écoulement dans un calcul prévisionnel.

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Biolchini, Thierry. "Caractérisation acoustique d'un générateur de vapeur : contribution à l'étude d'un écoulement diphasique en milieu confiné." Aix-Marseille 2, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX22090.

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Les phenomenes de couplage fluide-structure en milieu diphasique sont presentes grace a une approche theorique et experimentale. La determination du comportement vibroacoustique d'une structure cylindrique excitee par un ecoulement turbulent eau-vapeur est realisee a partir des equations de couplage ainsi que des equations de la dynamique des fluides. Le but etant d'une part de calculer (et mesurer) les efforts fluctuants resultant de l'ecoulement et d'autre part les vitesses vibratoires de la structure. Le present memoire est divise en deux parties. Dans un premier temps on s'attachera a demontrer et a mettre en evidence les particularites des ecoulements diphasiques turbulents. Une analogie des theories de lighthill concernant les sources acoustiques presentes dans l'ecoulement est enoncee et le champ de pression turbulent est defini grace a une formulation instantanee des equilibres d'un fluide diphasique. L'aboutissement sera la definition de grandeur caracteristiques de l'ecoulement (intensite des sources acoustiques, spectre de pression parietale turbulente, longueurs de correlation). Dans un second temps le comportement de la structure sera decrit de maniere analytique a partir d'une formulation modale. L'introduction des efforts dans ce modele de structure permettra de calculer les vitesses vibratoires et les pressions rayonnees par le systeme complet. Enfin une campagne experimentale tente de verifier ici differentes proprietes qui ont ete enoncees

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Félix, Simon. "Propagation acoustique dans les guides d'ondes courbes & problème avec source dans un écoulement cisaillé." Le Mans, 2002. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2002/2002LEMA1003.pdf.

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Une formulation multimodale de la propagation acoustique dans les guides d'ondes courbes est mise en place, et des équations différentielles matricielles sont établies pour la pression et la vitesse, ainsi qu'une équation de Riccatti pour la matrice impédance. Un calcul algébrique de la matrice de diffusion est proposé, et une comparaison de cette approche, ondulatoire, et d'une matrice de diffusion construite par une méthode de rayons est effectuée. L'Atténuation dans un coude traité en parois est enfin étudiée dans le cadre de l'approche multimodale. La seconde partie de ces travaux concerne la propagation acoustique dans un guide droit siège d'un écoulement parallèle cisaillé, en présence d'une source. La fonction de Green de l'équation de Pridmore-Brown est calculée, dont les pôles font apparaître par transformée de Fourier inverse les modes acoustiques perturbés par l'écoulement. La présence d'un spectre continu dû à la singularité de l'équation de Pridmore-Brown est également mise en évidence, et la contribution du continuum de modes hydrodynamiques correspondant est décrite.

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Primus, Julien. "Détermination de l'impédance acoustique de matériaux absorbants en écoulement par méthode inverse et mesure LDV." Thesis, Toulouse, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAT0026/document.

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La réduction des nuisances sonores est un enjeu permanent pour les acteurs de l’aéronautique. L’optimisation de la réduction de bruit apportée par les traitements acoustiques tapissant la nacelle des réacteurs turbofan passe par une caractérisation précise des matériaux employés dans l’environnement aéroacoustique d’utilisation, qui met en jeu un écoulement rasant de vitesse importante combiné à de forts niveaux sonores. L’objectif de cette thèse est de développer une méthode inverse pour la détermination de l’impédance acoustique de liners soumis à un écoulement rasant, basée sur des mesures non intrusives du champ de vitesse acoustique au-dessus du matériau par Vélocimétrie Laser Doppler (LDV). L’impédance de liner est obtenue par minimisation de l’écart entre le champ de vitesse acoustique mesuré et le champ simulé numériquement en résolvant les équations d’Euler linéarisées bidimensionnelles harmoniques, discrétisées par un schéma Galerkin discontinu. Le gradient de la fonction objectif minimisée est calculé via la résolution, à chaque itération, des équations directes et adjointes. Une première étape de validation du solveur est effectuée sur des cas-tests académiques, puis sur des cas expérimentaux impliquant des mesures de pression acoustique en paroi rigide opposée au liner. Dans un second temps, la méthode est appliquée à des mesures de vitesse acoustique obtenues par LDV dans le banc B2A de l’ONERA en l’absence d’écoulement. La dernière étape consiste à prendre en compte l’effet d’un écoulement rasant de profil cisaillé. Les impédances identifiées à partir de mesures LDV en présence d’écoulement ont notamment permis de gagner en compréhension sur les phénomènes d’absorption intervenant dans le banc B2A
While aircraft noise constraints become increasingly stringent, efficient duct treatment of turbofan engines requires an accurate knowledge of liner impedance with grazing flow at high acoustic levels. This thesis aims at developing an impedance eduction method in the presence of grazing flow. The inverse process is based on acoustic velocity fields acquired by Laser Doppler Velocimetry (LDV) above the liner. The liner acoustic impedance is obtained by minimization of the distance between the measured acoustic velocity field and the simulated one. Computations rely on the resolution of the 2D linearized Euler equations in the harmonic domain, spatially discretized by a discontinuous Galerkin scheme. The gradient of the objective function is achieved by the resolution, at each iteration on the liner impedance, of the direct and adjoint equations. The solver is first validated on academic test cases, then on experimental results of acoustic pressure measurements at the rigid wall opposite the liner. Secondly the method is applied to acoustic velocity measurements obtained by LDV above the liner without flow, in the ONERA B2A test bench. The last step consists in taking into account the effects of a sheared grazing flow. The impedances educed from LDV measurements in the presence of flow namely allowed to gain insight into the absorption phenomena occuring in the B2A test bench

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Wyzgolik, Aurélie. "Stabilisation d'une flamme non-prémélangée dans un écoulement de jets coaxiaux : effets d'un champ acoustique." Rouen, 2008. http://www.theses.fr/2008ROUES049.

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Ce travail s'intéresse aux phénomènes instationnaires en combustion dont la maîtrise est un point clé dans le fonctionnement efficace des foyers et des moteurs. Les limites de stabilité et les mécanismes de stabilisation sont analysés pour des flammes de jets coaxiaux (méthane/air) non-prémélangés, accrochées au brûleur ou suspendues. La transition entre flamme accrochée et suspendue est caractérisée à l'aide d'un critère thermique original pour les deux processus de décrochage identifiés au cours desquels la base de flamme passe d'une extrémité essentiellement propagative à une essentiellement diffusive. Les propriétés de la flamme, suspendue en zone d'hystérésis ou de lift pur, et celles des structures tourbillonnaires du jet, détectées par une technique d'identification automatique, sont quantifiées par des diagnostics d'imagerie et de vélocimétrie. L'organisation de la couche de mélange méthane/air régit la réponse de la flamme qui passe d'une forme laminarisée à base lobée à une forme turbulente lorsque la vitesse de l'air (Uo) croît. La flamme est stabilisée par la dynamique des tourbillons contra-rotatifs issus des instabilités secondaires, initialement influencés par les vortex de Kelvin-Helmholtz. Elle s'adapte aux conditions imposées par Uo dont le rapport avec la vitesse de flamme laminaire (Sl) pilote son comportement laminarisé ou turbulent. Dans les foyers, les instabilités de combustion sont accrues par les ondes acoustiques créant divers modes en interaction avec les modes propres de l'écoulement. L'expérience est donc ajustée pour étudier la flamme soumise à un forçage sinusoïdal du méthane. Ses réponses sont discriminées en fonction des fréquences et amplitudes du forçage; augmenter Uo déplace les limites des zones identifiées, certaines pouvant même disparaître. Quel que soit Uo, forcé au voisinage : - de sa fréquence naturelle (1200 Hz), le jet présente une organisation accrue ; - de sa première surharmonique (2600 Hz), le jet se caractérise par l'apparition de modes en interaction non linéaire. Pour ces deux hautes fréquences, le forçage conduit à un mélange plus efficace, donc à une réduction de la hauteur de suspension de flamme (Hl) pour les faibles Uo. Mais cet effet est freiné avec Uo croissant, voire inversé à 2600 Hz pour Uo élevé. Aux moyennes fréquences (200 Hz), le comportement est unifié vers une flamme turbulente dont la hauteur pivote autour de celle obtenue pour Uo ~ Sl (Hl croît (diminue) pour Uo faible (élevé)). Pour toute condition (Uo, fréquence, amplitude), les mécanismes d'interaction de modes régissent la réponse de flamme à travers les structures tourbillonnaires
This work focuses on unsteady combustion phenomena whose control is a key point in the efficient operation of engines and furnaces. Stability limits and stabilization mechanisms are analyzed for flames of non-premixed coaxial jets (methane/air), anchored or lifted above the burner. The transition from attachment to liftoff is characterized by an original thermal criterion for both identified lifting processes during which the flame base passes from a mainly propagative extremity to a mainly diffusive one. The properties of the flame, lifted either in its hysteresis zone or in the liftoff zone, and those of vortical structures of the jet detected by an automatic identification technique, are quantified by imagery and velocimetry diagnostics. The organization of the methane/air mixing layer governs the flame response from a laminarized aspect with a lobed base to a turbulent one when the air velocity (Uo) is increased. The flame is stabilized by the dynamics of the counter-rotating vortices issued from secondary instabilities, influenced when they are formed by the Kelvin-Helmholtz vortices. The flame adapts to conditions imposed by Uo whose ratio with the laminar flame speed (Sl) pilots its laminarized or turbulent behavior. Inside the chambers, combustion instabilities are increased by acoustic waves creating various modes in interaction with the own modes of the stream. So, our experiment is adjusted to study the flame submitted to a sinewave forcing of the methane. Its responses are discriminated according to the forcing frequencies and amplitudes; increasing Uo shifts the limits of the identified zones, even some of them can disappear. For all Uo, forced : - near its natural frequency (1200 Hz), the jet is more ordered ; - near its first harmonic frequency (2600 Hz), the jet shows several non linearly interacting modes. For both high frequencies, forcing contributes to a better mixing, and so to a reduction of the liftoff height (Hl) for small Uo. But, this effect is weakened with Uo increase, or even reversed at 2600 Hz for high Uo. For medium frequencies (200 Hz), the behavior tends to a turbulent flame whose liftoff height pivots around a data obtained for Uo ~ Sl (Hl grows (reduces) for small (high) Uo). For any condition (Uo, frequency, amplitude), the mode interaction mechanisms govern the flame response through the vortical structures

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Duclairoir, Eve-Marie. "Rayonnement acoustique dans un écoulement cisaille : une méthode d'éléments finis pour la simulation du régime harmonique." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002409.

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Les travaux de cette thèse concernent le rayonnement acoustique d'une source périodique en temps placée dans un conduit Infini, contenant un guide en écoulement parallèle cisaille. Le phénomène est modélise a l'aide de l'équation de Galbrun, dont l'inconnue u est la perturbation de déplacement. L'objectif de cette étude est de développer une méthode éléments Nis, susceptible d'être étendue à des géométries et des écoulements plus complexes. Cette thèse fait suite a celle de Guillaume Legendre qui a établi, dans le cas d'un ecoulement uniforme, une formulation dite régularisée de l'´equation de Galbrun aﬁn de corriger un défaut d'ellipticité. Le but de ce manuscrit est détendre cette méthode à un écoulement non uniforme. La diﬃculte supplémentaire vient du fait que la vorticite ψ = rot u (qui intervient dans le terme de régularisation) ne peut plus être calculée a priori car le cisaillement induit un couplage entre acoustique et hydrodynamique. En régime dissipatif, nous avons explicite ψ en fonction de u à l'aide d'une convolution (le long des lignes de courant). Si l'ecoulement est lent, cette formule de convolution (qui devient une intégrale très oscillante) peut être approchée par une formule diﬀerentielle beaucoup plus simple dont l'utilisation conduit a un modèle ”faible Mach”. Des idées similaires ont ensuite été utilisées pour résoudre le problème non dissipatif, a l'aide de couches PML. Les deux approches (exacte et ”faible Mach”) ont été validées par des tests numériques en 2D et en 3D.

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Rodríguez, Sánchez Javier. "Étude théorique et numérique des modes propres acoustiques dans un conduit avec écoulement et parois absorbantes." Thesis, Toulouse, ISAE, 2016. http://www.theses.fr/2016ESAE0009/document.

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L’étude présentée dans cette thèse se situe dans le domaine de l’acoustique modale des conduits avec des parois absorbantes et un écoulement moyen. Nous considérons une source de bruit en amont avec une fréquence fixe. Avec cela, nous étudions les modes propres acoustiques du conduit en terme de nombre d’onde qui sont présents.Avec cette étude, nous contribuons à la meilleure compréhension de la propagation du sondans ce type de configuration. Parmi les applications, il y a la réduction du bruit des moteurs des aéronefs.Une analyse numérique par la méthode pseudospectrale de collocation, sur la base de polynômes de Chebyshev, a été mise en ouvre pour obtenir le spectre des modes, dans un domaine transversal.Pour cela, deux programmes ont été utilisés : le programme FiEStA, qui a été développé dans le cadre de cette thèse, et qui résout les équations d’Euler linéarisées, en considérant un problème à une ou deux une ou deux dimensions. D’autre part, le programme MAMOUT, a été utilisé pour résoudre les équations de Navier-Stokes linéarisées, pour étudier plus spécifiquement les effets de la viscosité.Avec ces outils, on a constaté les effets de trois paramètres : lorsque le rapport d’aspect augmente, la densité des modes, en particulier des modes propagatifs, se développe également.Quand le nombre de Mach de l’écoulement moyen augmente, on observe les effets suivants sur les valeurs propres : un déplacement vers la partie réelle négative, une amplification de leur valeur absolue et un déplacement vers les modes d’indice inférieur. Le profil d’écoulement moyen induit aussi un déplacement dans les valeur propres, pas facilement prévisible. Il modifie également la forme des fonctions propres ; ce qui est notamment visible pour le mode d’onde plane. Les changements d’impédance induisent un échange cyclique de valeurs propres entre les valeurs de parois rigides des modes consécutifs. Avec certaines valeurs d’impédance, les modes acoustiques de paroi apparaissent. Ils sont caractérisés par la forme exponentielle de leurs fonctions propres.En plus des modes acoustiques, il existe des modes hydrodynamiques de surface qui se sont révélés avec quelques valeurs d’impédance et forme et nombre de Mach de l’écoulement moyen. Pour un ensemble de données de référence, ces modes ont été étudiés. L’impédance a été considérée avec un modèle basé sur des données de la littérature, tout comme le profil d’écoulement moyen.Un mode hydrodynamique a été trouvé. Avec certaines valeurs de la fréquence, l’ensemble des paramètres donne lieu à une instabilité. En utilisant le critère Briggs Bres pour la stabilité,l’instabilité a été jugée absolue.À partir du comportement des modes avec différentes valeurs de l’impédance, et conformément aux résultats publiés, nous avons défini la condition que le spectre doit remplir pour réduire autant que possible le bruit. C’est cela qu’on appelle l’impédance optimale. Nous avons calculé cette valeur pour différents fréquences et écoulements moyens
The study presented in this thesis is within the domain of modal acoustics of lined ducts withgrazing flow. We consider an upstream source of noise with a fixed frequency, within a lined duct.From this, we study the eigenmodes in terms of wavenumber that are present in this system.With this study, we contribute to the better understanding of sound propagation in thedescribed configuration. Within its main applications, we can find the noise reduction fromaeroengines.A numerical analysis with the pseudospectral collocation method, based on Chebyshevpolynomials was used to obtain the spectrum of modes within the duct, in a domain transversalto the mean flow. For this, two programs were used: On one hand, within the frame of this thesis,the program FiEStA was developed. It solves the linearized Euler Equations, considering eitherone or two dimensions of the transversal plane. On the other hand, the already existing programMAMOUT was used for verification and to solve also the linearized Navier-Stokes Equations toobserve the effects of viscosity.With these tools, the first result was to notice the effects of three parameters: When theaspect ratio grows, the density of modes in the spectrum grows also. In particular, we havemore propagative modes. As the mean flow Mach number grows, we observe these effects on theeigenvalues: a displacement to the negative real part, a slight amplification of their absolute valueand a displacement towards the modes of lower index. The difference in mean flow profile inducesanother displacement in modes, not easily predictable. It changes also the shape of eigenfunctions,which is clearly seen for the planewave mode. The impedance changes induce a cyclic exchange ofeigenvalues from their hard wall value to the hard wall value of a consecutive mode. The changeof eigenfunction is gradually change in wavelength, to obtain the shape of the destination mode.With some impedance values, a pair of modes, called the acoustic surface modes arise. They arecharacterized by the exponential shape of their eigenfunctions.Besides these acoustic surface modes, there are also a pair of hydrodynamic surface modeswhich come to light with some values of impedance and shape and Mach number of the meanflow. With a benchmark data, these modes were studied. The impedance was considered from themodel of a measured liner while the mean flow profile was taken from experimental values. Withthis, the hydrodynamic mode was found. With specific values of frequency, the set of parametersgives rise to an instability. Using the Briggs-Bers criterion for stability, the instability was foundto be absolute for a given frequency.From the comportment of modes with different values of impedance, and in accordance withpublished results, we defined the condition that the spectrum has to fulfill to reduce as much aspossible the upstream noise. This is what we called the optimal impedance. We obtained it forseveral flow profiles and frequencies, in both 1D and 2D domains

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Buot, de l’Épine Yorick. "Identification de l’impédance d’un traitement en présence d’un écoulement." Thesis, Compiègne, 2017. http://www.theses.fr/2017COMP2369/document.

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Afin de réduire les bruits rayonnés en sortie de guide d’onde, des traitements acoustiques localement réactifs, comme les structures « Plaque perforée/Nid d’abeilles », peuvent être appliqués en liner. La conception de ces liners devient alors un challenge important avec l’apparition de nouvelles normes sur le bruit et impose de posséder une très bonne connaissance du comportement de ces traitements, en particulier leur impédance de surface. Néanmoins, la caractérisation de cette impédance n’est pas une chose facile et est généralement réalisée via des modèles semi-empiriques comme ceux de Guess, Elnady, Allam ou expérimentalement par des méthodes de mesures directes ou inverses. Ces approches inverses permettent, par la confrontation d’une modélisation du problème avec des observations expérimentales, de retourner, au travers d’une fonction coût, l’impédance du traitement. Ces méthodes ont l’avantage de réaliser une observation dans les conditions réelles d’utilisation du traitement. En effet, de nombreux paramètres influencent l’impédance de surface comme la présence d’un écoulement, l’incidence de l’onde… Dans cette thèse, une méthode d’identification de l’impédance est proposée. A partir de l’impédance de surface d’un traitement « Plaque perforée/Nid d’abeille » prédite par un modèle empirique via ses paramètres géométriques (épaisseur de la plaque, diamètre des perforations…), une méthode basée sur l’approche Bayésienne est implémentée afin de remonter à l’impédance réelle du traitement. Le problème étudié consiste en la propagation d’une onde dans un tronçon rectangulaire traité sur sa face supérieure et la mesure des pressions acoustiques est réalisée sur le banc d’essai de l’Université Technologique de Compiègne avec un écoulement rasant. Un modèle de propagation d’ondes dans le conduit est développé via la technique du raccordement modal, afin de prédire la pression aux positions des microphones pour n’importe quelle valeur d’impédance. A partir de la mesure et de la simulation, la règle de Bayes peut être appliquée afin de construire la densité de probabilité a posteriori. Cette densité de probabilité est alors échantillonnée au travers d’un algorithme Évolutionnaire de Monte Carlo par Chaîne de Markov (EMCMC). L’intérêt principale de cette méthode, est d’obtenir de nombreuses d’informations statistiques sur les paramètres caractérisant l’impédance de surface comme leur distribution et leur corrélation
Locally reactive acoustic liners such as honeycomb structures with perforated panels can be modeled with a surface impedance in standard numerical models. However, the characterization of this impedance is not always straightforward. Empirical models or standing wave tube measurements are generally used to get the behavior of these acoustic treatments. Unfortunately, these methods provide only an evaluation of the impedance under specific conditions. Moreover, the conditions of use can change significantly the acoustic liners behavior as grazing flow conditions or oblique incident waves. A characterization of locally reactive acoustic liners is presented here. Starting from a set of parameters and represents a surface impedance using empirical model, an inverse method based on Bayesian approach is used to return the surface impedance taking in consideration the real conditions of use. A rectangular duct treated by a liner on its upper face is considered and these conditions are similar to the experiment present at the Université de Technologie de Compiègne. This inverse method requires a direct model to predict the pressure at some microphone positions with any surface impedance. The model used in the following is based on the Mode-Matching method. From the direct analytical model, the Bayes'rule is then used to get the posterior probability density function of the estimated impedance. An Evolutionary Monte Carlo by Markov chain (EMCMC) method is used to sample this posterior probability density. This method provides not only the best set of parameters but also some statistical information for each parameter

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Goy, Eugénie. "Résolution par une méthode d'éléments finis d'un problème vibro-acoustique en présence d'un écoulement non uniforme." Compiègne, 2000. http://www.theses.fr/2000COMP1279.

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Les problèmes de vibroacoustique sont souvent rencontrés dans l’industrie. Ils ont une grande importance économique, mais du point de vue de la compréhension des phénomènes physiques dont ils relèvent, ils sont très difficiles à poser correctement avec des méthodes classiques, surtout en présence d’écoulements non uniformes. Aussi il est important d’améliorer les méthodes numériques existantes pour suppléer progressivement à la réalisation onéreuse de prototypes. Cette thèse met au point une méthode originale et performante de mise en équations susceptible de résoudre toutes questions relatives au rayonnement et à la diffusion de structures élastiques immergées dans un fluide parfait en écoulement non uniforme. Le problème est résolu par la méthode des éléments finis. La difficulté réside dans le choix des paramètres habituels : déplacements linéarisés dans le fluide et la structure. La résolution est basée sur l’utilisation de la représentation « mixte ». Celle-ci permet d’écrire l’équation vectorielle aux dérivées partielles vérifiées par le déplacement acoustique lagrangien dans un système de variables attaché à l’écoulement d’entrainement et d’écrire ainsi correctement les conditions aux limites à l’interface fluide-structure précontrainte ou non. Cette condition de passage est surtout écrite d’une manière générale pour les perturbations lagrangiennes à la traversée d’une surface de discontinuité courbe quelconque. L’efficacité du modèle numérique , ainsi construit, est validé pour un problème de couplage élastoacoustique. L’effet de l’écoulement non uniforme est ensuite pris en compte sur cet exemple numérique.

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Betgen, Benjamin. "Comportement d'un absorbant actif en écoulement : étude théorique et expérimentale." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00566404.

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La présente thèse s'inscrit dans la suite des travaux sur les absorbants acoustiques hybrides actifs/passifs menés au Centre Acoustique du LMFA depuis une quinzaine d'années. Ces absorbants sont constitués de cellules couvertes par une mince couche de matériau poreux et équipées d'un système de contrôle actif permettant d'annuler la pression acoustique en face arrière du poreux. L'impédance de surface ainsi obtenue est purement réelle et donnée par la résistance du poreux utilisé. Le concept d'absorbant hybride renvoie au fonctionnement double des cellules puisque le contrôle actif est utilisé en basses fréquences uniquement,le système passif cavité-poreux assurant une absorption suffisante en plus hautes fréquences. Une application distincte a fait l'objet d'un grand nombre d'études, à savoir l'utilisation des cellules hybrides comme revêtement pour les parois de conduits, et plus particulièrement des entrées et des sorties d'air de nacelles de turboréacteurs. En effet, les absorbants passifs classiquement utilisés manquent de performance dans le domaine des basses fréquences. Or, le taux de dilution des nouveaux moteurs d'avions ne cesse de s'accroître,ce qui implique des soufflantes de plus en plus grandes, générant des émissions harmoniques en basses fréquences.Les objectifs de ce travail résultent de différents enjeux qui se présentent dans le cadre d'une telle application. Premièrement, l'impédance optimale en termes de réduction de bruit à réaliser en paroi d'un conduit est complexe et dépend de la fréquence. Un nouvel absorbant, dit absorbant hybride complexe, a été développé dans le but de produire de telles impédances. Un microphone supplémentaire en face avant du poreux permet alors d'estimer la vitesse à partir du gradient de pression et par conséquent l'impédance de surface de l'absorbant. Une couche protégeant le microphone en face avant de l'écoulement rasant est devenue nécessaire, et son effet sur l'impédance doit être prise en compte. Les mesures en Tube de Kundt montrent toutefois que des impédances optimales typiques (telle que l'impédance de Cremer) peuvent être obtenues. La bonne performance du nouvel absorbant est confirmée par mesure de la perte par transmission en absence d'écoulement ; elle est triplée par rapport à l'ancien absorbant hybride. Le champ complexe des impédances a ensuite été balayé expérimentalement à l'aide du nouvel absorbant, et ceci sans, ainsi qu'avec écoulement. La performance maximale est trouvée considérablement réduite en présence d'un écoulement,en contraste avec les calculs qui prédisent avant tout un décalage de l'optimum. L'étude des effets menant à la dégradation des performances constitue le deuxième axe de ce travail. Elle est menée à travers de mesures de Vélocimétrie Laser Doppler qui permettent de visualiser le champ acoustique en voisinage des différents absorbants hybrides. En effet, l'influence de l'absorbant hybride sur la veine est étendue sans écoulement et sa surface apparaît comme impédance uniforme. La présence de l'écoulement fait rétrécir cette zone au voisinage direct de chaque cellule.A ce jour, il n'est pas certain que la performance des absorbants hybrides puisse être considérablement améliorée en présence d'un écoulement rapide. Cependant, il y a des applications possibles a court terme du contrôle actif d'impédance, par exemple comme moyen expérimental. En effet, un contrôle plus flexible des conditions aux limites peut être utile pour une multitude d'expérimentations en acoustique.

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Joubert, Lauris. "Approche asymptotique pour l'étude mathématique et la simulation numérique de la propagation du son en présence d'un écoulement fortement cisaillé." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00553081.

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Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'étude de la simulation de la propagation du son en écoulement. L'objectif de ces travaux est l'obtention de modèles approchés permettant une prise en compte aisée des zones de fortes variations de l'écoulement porteur (couche limite de paroi, couche de mélange...). Le modèle mathématique retenu pour l'étude est celui des équations de Galbrun. La première partie est consacrée à la propagation acoustique dans un tuyau mince bidimensionnel. Une analyse asymptotique qui s'apparente à une analyse basse fréquence est menée pour obtenir un problème approché original, faisant intervenir un terme intégral non local vis à vis de la coordonnée transverse. Du fait de son originalité, l'analyse de stabilité est complexe et nécessite une étude ad hoc. Cette approche nouvelle permet de retrouver des résultats sur la stabilité des écoulements incompressible, mais aussi d'en établir de nouveaux. Nous proposons ensuite une méthode de résolution numérique basée sur une expression quasi-explicite de la solution. La question de la prise en compte des couches limites de paroi fait l'objet de la deuxième partie. Nous considérons toujours un problème bidimensionnel à paroi plane. Les cas d'une paroi parfaitement rigide et d'une paroi sur laquelle on impose une condition d'impédance sont traités. Dans les deux cas nous remplaçons la couche limite par une condition aux limites approchée, au moyen d'une analyse asymptotique. Ces conditions font intervenir la résolution du problème limite du tube et l'analyse de stabilité repose sur les résultats de la première partie. Nous explorons ensuite les propriétés physiques et mathématiques de ces problèmes approchés.

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Fohr, François. "Application des propriétés de la propagation acoustique guidée avec écoulement à la mesure de la vitesse de débit dans une conduite." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2315.

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Ce travail est consacre au developpement d'un procede original de mesure de la vitesse de debit en conduite dont le principe est base sur la mesure en paroi des fluctuations de pression resultant d'une excitation acoustique a frequences discretes au sein du fluide. L'etude des phenomenes de propagation acoustique en conduite rigide ou elastique en presence d'un ecoulement cisaille a conduit a etablir deux modeles analytiques permettant une bonne representation de la pression acoustique. Ils se rapportent a deux gammes distinctes de nombres de mach et sont fondes respectivement sur une approximation de la constante de propagation au premier ordre par rapport au nombre de mach et sur le modele de propagation en ecoulement uniforme. Trois methodes distinctes sont alors definies, selon la gamme des nombres de mach permise par les installatioins d'essai, a partir d'une relation entre la vitesse de debit et le dephasage entre deux pressions associee a une condition de frequence. Pour faciliter leur application, une etude experimentale des caracteristiques acoustiques des conduites d'essai (coefficient de reflexion, celerite des ondes acoustiques, fluctuations de pression turbulente) est effectuee avec des techniques d'analyse spectrale large bande. Les methodes de mesure de la vitesse de debit sont testees sur deux bancs experimentaux (un circuit hydraulique et un circuit aeraulique) et comparees avec les resultats obtenus par d'autres moyens de mesure. La tres bonne qualite des resultats obtenus montre la validite de ces procedes dans la gamme des debits generes dans les conduites d'essai. A partir d'une simulation numerique, les erreurs liees aux defauts des chaines de mesure sont analysees par rapport aux differents parametres qui interviennent dans l'expression des pressions acoustiques

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Kestens, Tim. "Étude numérique du contrôle adaptatif multivoies des instabilités aéroacoustiques des cavités." Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT007H.

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Анотація:

L'étude numérique du contrôle actif adaptatif d'un écoulement de cavité bidimensionnel est menée. Ce type d'écoulement est caractérisé par des phénomènes aéroacoustiques instationnaires couplant le développement d'instabilités hydrodynamiques avec la présence de sources acoustiques. La présence de ce couplage se traduit généralement par des oscillations de pression de grande amplitude dont les conséquences en terme de bruit et / ou vibrations peuvent être pénalisantes pour le bon fonctionnement des applications industrielles concernées. L'objectif de cette étude est de développer des méthodes de contrôle actif performantes permettant d'agir sur l'écoulement étudié de telle sorte à réduire les niveaux de bruit rayonnés. Dans un premier temps, l'écoulement de cavité non contrôlé est étudié. Une bonne compréhension des phénomènes instationnaires est obtenue et les résultats numériques sont validés qualitativement et quantitativement à l'aide de modèles théoriques et de résultats expérimentaux disponibles dans la littérature. On montrera en particulier que les fréquences des instabilités peuvent être prédites par une étude de stabilité linéaire classique. Dans un deuxième temps, des techniques de contrôle actif adaptatives monovoie basées sur les algorithmes X-LMS et E-LMS seront développées et appliquées à l'écoulement par l'intermédiaire d'un actionneur de type jet pulsé ou haut-parleur. L'efficacité du contrôle en terme de réduction d'amplitude est évaluée en fonction de l'actionneur choisi, de sa position et de la position du capteur. Afin d'améliorer encore les résultats positifs obtenus, une technique de contrôle multivoies couplant plusieurs actionneurs et plusieurs capteurs est finalement étudiée.

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Mazon, Didier. "Etude de la stabilité linéaire du mode acoustique longitudinal d'un propulseur à propergol solide." Aix-Marseille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX11076.

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Анотація:

Cette these est consacree a l'etude de la stabilite lineaire du mode acoustique longitudinal d'un propulseur a propergol solide. L'objectif est d'obtenir l'expression analytique du taux d'amortissement lineaire par les mecanismes stabilisants et d'identifier en particulier l'effet de l'ecoulement stationnaire. L'etude considere la dissipation moleculaire ainsi que la reponse instationnaire de la combustion et de la tuyere aux fluctuations de pression. L'analyse physique du probleme revele differents regimes classes suivant la valeur de la frequence acoustique. Pour les hautes et moyennes frequences, les modes acoustiques presentent un cisaillement de courte longueur d'onde, localise dans une couche limite pres de la paroi debitante. Pour les basses frequences, l'oscillation envahit toute la chambre. L'etude du regime intermediaire montre que la viscosite disparait de l'expression finale du taux d'amortissement par dissipation visqueuse. De plus, le bilan d'energie, effectue hors de la couche limite, met en evidence un mecanisme non dissipatif, represente par le tenseur du taux de deformation de l'ecoulement de base. Sa contribution au taux d'amortissement est du meme ordre de grandeur que celle apportee par la dissipation visqueuse ou par la tuyere (proportionnelle a la vitesse de combustion divisee par le rayon de la chambre). Le chapitre 2 traite de la resolution analytique du cas monophasique par des methodes de perturbations systematiques (echelles multiples et/ou developpements asymptotiques raccordes). Les resultats obtenus pour le domaine des frequences intermediaires montrent le role respectif des mecanismes d'amortissements, dissipatifs ou non. Pour les basses frequences, l'expression du taux d'amortissement reste le meme et les mecanismes sont identiques. Le chapitre 3 prend en compte l'amortissement supplementaire produit par des particules d'alumine en suspension dans les gaz brules. L'effet du cisaillement n'influence pas le resultat du taux d'amortissement par les particules qui reste egal a celui obtenu pour un mode acoustique longitudinal dans un milieu au repos

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Blanchard, Mathieu. "Linear and nonlinear dynamics of laminar premixed flames submitted to flow oscillations." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2015. http://www.theses.fr/2015EPXX0076.

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Couton, Dominique. "Analyse des transferts d'énergie d'un écoulement cisaillé généré par injection pariétale - aspect instationnaire." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2342.

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Анотація:

Ce memoire a pour principal objectif de caracteriser le comportement instationnaire d'un ecoulement engendre par injection parietale, rencontrant un obstacle. Cette etude s'integre dans le cadre de la prevision de stabilite de fonctionnement des propulseurs a propergol solide segmentes. La simulation d'un tel systeme est effectue en gaz froid permettant d'apprehender les phenomenes fondamentaux et les mecanismes energetiques mis en jeu dans l'ecoulement. Le developpement dynamique de l'ecoulement est analyse. Les structures tourbillonnaires sont identifiees par visualisation, a l'interieur d'une couche de cisaillement issue du sommet de la protection thermique. L'excitation selective et l'amplification des modes acoustiques, ainsi que les mecanismes de transfert d'energie entre modes, sont mis en evidence. La modelisation numerique du comportement instationnaire de l'ecoulement presente un bon accord avec les resultats experimentaux pour l'ecoulement moyen. De plus, les calculs numeriques montrent que l'interaction hydro-acoustique s'accorde avec les premiers modes longitudinaux theoriques. Le detachement des structures tourbillonnaires, leur developpement spatial et temporel, et leur appariement sont analyses

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Sgard, Franck. "Étude numérique du comportement vibro-acoustique d'un système plaque-cavité dans un écoulement uniforme, pour différents types d'excitation." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1995. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/nq21864.pdf.

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Sgard, Franck. "Etude numérique du comportement vibro-acoustique d'un système plaque-cavité dans un écoulement uniforme, pour différents types d'excitation." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0081.

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Анотація:

La réduction du bruit émis et transmis par les structures en mouvement excitées mécaniquement, aérodynamiquement ou acoustiquement, intéresse de nombreux secteurs industriels tels que l'automobile, l'aéronautique et la marine. Les mécanismes physiques qui régissent le comportement vibra-acoustique de structures se déplaçant dans des écoulements font cependant intervenir des mécanismes de couplage fluide-structure très complexes et difficiles à modéliser, notamment dans le cas d'excitations par couches limites turbulentes. Les structures courantes en mouvement, peuvent être souvent modélisées par des systèmes constitués par une structure vibrante, couplée à une cavité. Dans ce travail, on propose une formulation pour estimer l'influence d'un écoulement uniforme sur la réponse vibra-acoustique basses fréquences d'un système particulier: une plaque bafflée, encastrée, immergée dans un écoulement uniforme et couplée à une cavité et excitée mécaniquement, acoustiquement ou par une couche limite turbulente. Les originalités de cette étude sont multiples: prise en compte des effets liés au mouvement du fluide extérieur à la cavité, caractère inédit de la formulation intégrale prenant en compte l'écoulement, caractère général de la formulation, basée sur une méthode mixte éléments finis-éléments de frontières, permettant le traitement de plaques et de cavités de formes quelconques (pourvu que la cavité comporte une face plane), mise en évidence des effets de l'écoulement uniforme en termes de masse, d'amortissement et de raideur ajoutés, et enfin puissance des algorithmes intervenant dans l'implantation numérique de la formulation. Les résultats montrent que l'écoulement a des effets sensibles pour des vitesses d'écoulement importantes lorsque le fluide convecteur est de l'air (Mach supérieur à 0. 4), et relativement faibles lorsque le fluide convecteur est de l'eau (vitesse supérieure à quelques m/ s). L'ampleur des changements dans les niveaux des indicateurs dépend aussi du type d'excitation
Noise reduction of sound radiated or transmitted by moving structures, subjected to mechanical, aero-dynamical or acoustical excitations is a major subject of interest for automobile, aeronautics and naval industries. In those fields, moving structures can often be modelled by plate-backed cavities. This study presents a new formulation, based on simple assumptions, to assess mean flow effects on the low frequency vibro-acoustic response of a clamped baffled plate, immersed in mean flow on one side and coupled to a cavity on the other side. Mechanical, acoustical and turbulent boundary layer excitations are considered. The present formulation has several advantages. Firstly, it takes into account mean flow effects in the external fluid loading through a new integral formulation. Secondly, the approach is general because based on a mixed finite element-boundary element method, which allows for the treatment of complex-shaped plates and cavities (provided that the cavity has one planar face). Thirdly, the formulation shows explicitly mean flow effects in terms of added mass, damping and stiffness and allows for a physical analysis of those effects on vibro-acoustic indicators. A last originality lies in the power of the numerical implementation. The results show that mean flow effects on vibro-acoustic indicators are important for high flow speeds in the case of an air mean flow (Mach number greater than 0. 4) and for small flow speeds in the case of a water mean flow (flow speed greater than a few m/s). The importance of the changes experienced by vibro-acoustic indicators is also strongly dependent on the kind of excitation

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Ségoufin, Claire. "Production du son par interaction écoulement / résonateur acoustique : influence du système amont : application à la flûte à bec." Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066605.

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Haberkorn, Marie. "Simulations des grandes échelles en canal plan turbulent : Effets de compressibilité et propagation acoustique." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2004. https://publication-theses.unistra.fr/restreint/theses_doctorat/2004/HABERKORN_Marie_2004.pdf.

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Boisneau, Olivier. "Étude du comportement de gouttes dans un champ acoustique intense : applications aux instabilités de combustion HF dans les moteurs-fusées." Toulouse, ENSAE, 2003. http://www.theses.fr/2003ESAE0023.

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Анотація:

Pour certaines conditions de fonctionnement, des instabilités de combustion hautes fréquences (HF) se développent dans les chambres de combustion des moteurs-fusées à ergols liquides. Celles-ci se présentent sous la forme d’ondes acoustiques et peuvent provoquer la destruction du lanceur. Un montage expérimental a été mis au point afin d'améliorer les connaissances concernant les trajectoires, la pulvérisation secondaire et l’évaporation d’un jet de gouttes monodisperses en présence d’un champ acoustique transverse intense. Une solution analytique de l'équation du mouvement de Stokes permet d’expliquer la forme sinusoïdale du jet. Cependant, pour simuler sa dispersion réelle, il est nécessaire de résoudre l'équation de Basset-Boussinesq et Oseen en tenant compte de tous les termes instationnaires. Des variations de hauteur entre les gouttes ainsi que des amas ont aussi été observés. Les simulations numériques montrent que les pertes acoustiques au niveau de l’oriﬁce d’entrée des gouttes dans le montage en sont à l'origine. La pulvérisation secondaire des gouttes a été observée à partir d’un champ acoustique de 150 dB et pour des nombres de Weber faibles (We≈1). Les premiers résultats obtenus par PLIF concernant la répartition de vapeur autour du train de gouttes sont ensuite présentés. Enﬁn, un code numérique rend compte d’une accélération de l’évaporation dans un champ acoustique transverse par rapport à celles dans un champ longitudinal ou dans un écoulement stationnaire. De plus, le code montre que les effets sur l'évaporation ne commencent qu’à partir de 150 dB.

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Caro, Stéphane. "Contribution à la prévision du bruit d'origine aérodynamique d'un ventilateur de refroidissement." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2003. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1930_scaro.pdf.

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Анотація:

Le présent travail est consacré à la simulation aéroacoustique du bruit de raies des ventilateurs de refroidissement VALEO. On utilise une méthode hybride, qui consiste à déterminer d'abord l'écoulement en ignorant l'acoustique, puis à en déduire le bruit. Le programme RSF (Rotor-Stator Fréquentiel) repose sur une formulation fréquentielle des équations de Ffowcs-Williams et Hawkings. Les sources sont obtenues grâce à des simulations RANS, effectuées le plus souvent avec le code commercial TASCflow. La première partie, consacrée à l'étude aéroacoustique, présente les équations qui sont programmées ainsi que les justifications associées. La deuxième partie synthétise l'étude aérodynamique. Une étude paramétrique donne des préconisations pour les simulations non stationnaires. Les différents résultats obtenus indiquent que dans un ventilateur de refroidissement constitué d'un rotor et d'un stator redresseur, les deux éléments contribuent de façon notable au bruit de raies rayonné
The present study is dedicated to the computation of the aeroacoustic noise of VALEO's Fans for Engine Cooling in cars. The method consists in determining the flow first, means of a CFD code like TASCflow, and to deduce the noise peaks from it through the use of a specific program RSF (Frequency Rotor-Stator). The input data for this program are given by RANS simulations and can be of two main types. The first part is devoted to Aeroacoustics, the main equations are presented, with the associated justifications. The second part is a summary of the aerodynamics study. A parametric study culminates in som advices on unsteady simulations. The results obtained show that in a rotor-stator engine cooling module, both elements contribute significantly to the global noise

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Auger, Jean-Marc. "Méthode de mesure de la structure modale du champ acoustique dans un conduit cylindrique par double transformée de Fourier-Lommel avec ou sans écoulement." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPD092.

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Анотація:

L'étude de la propagation du champ acoustique dans les conduits connait un regain d'intérêt pour ses applications industrielles dans la lutte contre le bruit de système de ventilation ou de turboréacteur. Suite à des travaux déjà effectués à l'U. T. C. Sur ce thème de recherche, nous présentons une méthode de mesure de l'amplitude et de la phase associées à chaque mode du champ acoustique se propageant dans un conduit cylindrique, en présence ou non d'un écoulement. Cette méthode est fondée sur l'application de la double transformée de Fourier-Lommel à la mesure du champ de pression dans une section droite du conduit. Les hypothèses de validité de cette méthode reposent sur l'orthogonalité des modes propres du conduit, ce qui est réalisé si, au niveau de la section de mesure, la paroi est rigide avec ou sans écoulement axial, ou lorsque la paroi est à réaction locale sans écoulement. Sa mise en œuvre fait appel à un programme de calcul de la double transformée de Fourier-Lommel, et à un protocole de mesure automatisé du champ de pression dans une section droite du conduit. Afin de la valider et de déterminer les critères de son utilisation, la méthode est testée en paroi rigide avec et sans écoulement en utilisant le synthétiseur de modes tournants de l'U. T. C. Son application dans un tronçon traité par un matériau à réaction locale permet de mettre en évidence une méthode originale de caractérisation de l'impédance de la paroi. Par ces nombreux avantages, la méthode proposée est un moyen de mesure adapté à l'étude de performances de silencieux et à la caractérisation de source dans les conduits cylindriques.

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50

Hernandez, Grégory. "Contrôle actif des instabilités hydrodynamiques des écoulements subsoniques compressibles." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT083H.

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Анотація:

Le controle du decollement de couche limite est un probleme rencontre dans de nombreuses applications pratiques telles que les ailes d'avion ou les diffuseurs. La prevention du decollement ameliore souvent les performances de ces dispositifs en augmentant la portance ou le taux de melange. L'objectif de cette these est le controle actif d'ecoulements subsoniques compressibles decolles sur deux configurations bidimensionnelles simples: la rampe et la cavite. L'outil numerique employe est un code de calcul parallele, non structure base sur approche aux volumes finis. Chacune de deux configurations fera prealablement l'objet d'une etude precise du phenomene de couplage aeroacoustique qui s'y developpe. Apres une etude bibliographique de l'etat de l'art du controle en mecanique des fluides, differentes techniques de controle actif seront choisies et appliquees a ces deux ecoulements. Les resultats obtenus seront analyses et discutes

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