Interaction sillage/paroi : étude des liens entre champs hydrodynamiques et aéroacoustiques

Tony Ruiz (1) , J. Borée (1) , C. Sicot , L.-E. Brizzi (1) , Yves Gervais (1)

1 PPrime [Poitiers] - Institut Pprime [UPR 3346]

L'étude aéroacoustique du sillage d'un disque de diamètre D placé à une distance H d'une paroi est réalisée expérimentalement à Reynolds ReD=1.3×105. L'objectif est de s'appuyer sur les connaissances acquises sur l'hydrodynamique de cette configuration pour analyser la relation entre l'écoulement turbulent et l'émission sonore rayonnée en champ lointain. On combine des mesures en champs proche et lointain pour identifier les mécanismes sources. La configuration H/D=0.75 est sélectionnée pour cette étude. Dans ce cas, les capteurs de pression en paroi détectent les contributions (i) du battement du sillage (St=0.145) et (ii) des structures turbulentes du sillage. Des mesures synchronisées entre 22 capteurs de pression pariétale et un microphone disposé en champ lointain ont permis de calculer l'évolution longitudinale de la corrélation p (x,t).p (t +t ) paroi acou . L'inclinaison des lobes de corrélation vers les t < 0 lorsque x augmente est liée à ce que la source acoustique est localisée dans la bulle de recirculation moyenne en ( ) source source x , z . La différence entre les temps caractéristiques de transport convectif conv t et de transport de l'onde acoustique acou t explique alors l'inclinaison des lobes. Quelle que soit la position du capteur de pression pariétale sélectionné pour le calcul de la corrélation, le microphone mesure un signal avec un décallage (z z ) c acou mic source t » - avec c la célérité du son. Au contraire, le signal détecté par les capteurs de pression pariétale dépend de leur position longitudinale x D capt / . Les mécanismes aérodynamiques associés aux sources acoustiques sont alors détectés avec un décallage ( ) conv capt source C t » x - x /U avec C U la vitesse de convection des structures. En utilisant ce modèle simple de source acoustique localisée en x D source / , on retrouve les décallages temporels acou conv d t t t = - observés sur les corrélations. Cette approche permet d'identifier la structure turbulente de l'écoulement à l'origine de l'émission acoustique.

Domaines: Acoustique [physics.class-ph]; Acoustique [physics.class-ph]

Tony Ruiz, J. Borée, C. Sicot, L.-E. Brizzi, Yves Gervais. Interaction sillage/paroi : étude des liens entre champs hydrodynamiques et aéroacoustiques. 10ème Congrès Français d'Acoustique, Apr 2010, Lyon, France. ⟨hal-00552280⟩