Calcul direct du bruit rayonné par un écoulement laminaire à Mach 0.2 affleurant une cavité cylindrique
Résumé
Une simulation numérique en LES est menée sur une cavité cylindrique de 10 cm de hauteur et de 10 cm de diamètre, soumise à un écoulement laminaire affleurant à Mach 0.2, en vue du calcul direct du bruit rayonné. Le calcul est mené sur deux maillages structurés (un maillage cartésien de 40 millions de points pour le cœur de la cavité et le demi-espace supérieur, un maillage cylindrique de 5 millions de points pour la couronne périphérique de la cavité ronde) à l'aide de schémas aux différences finies optimisées afin d'évaluer les dérivées spatiales, d'un algorithme de Runge-Kutta optimisé à 6 étapes pour l'intégration temporelle, et d'un filtrage sélectif permettant de dissiper les oscillations hautes fréquences non résolues. Des méthodes d'interpolations optimisées permettent la communication entre les deux maillages. Un raffinement du maillage est appliqué près de la paroi plane amont afin de disposer de cinquante points dans la couche limite incidente de 15 mm d'épaisseur. Les champs moyens, les champs fluctuants, ainsi que les spectres acoustiques issus de la simulation sont comparés à des mesures expérimentales effectuées à la soufflerie du LMFA. Le calcul met notamment en évidence la destabilisation de la couche limite au-dessus de la cavité ainsi que l'établissement d'une recirculation dans la cavité. Il révèle aussi l'émergence d'un pic intense à 650 Hz dans le spectre acoustique rayonné, en accord avec les données expérimentales.
Origine : Accord explicite pour ce dépôt