Study of Entropy Noise through a 2D Stator using CAA

Étude du bruit entropique a travers un stator 2D par une approche CAA

Ariane Emmanuelli (1) , Maxime Huet (1) , Thomas Le Garrec (1) , Sébastien Ducruix (2)

1 DAAA, ONERA, Université Paris-Saclay (COmUE) [Châtillon]
2 EM2C - Laboratoire d'Énergétique Moléculaire et Macroscopique, Combustion

Interest in entropy noise is growing because of its contribution to aero-engine noise, as well as its impact on combustion instabilities, which in turn affect NOx emissions in particular. In this study, the entropy noise generated in a 2D stator cascade is investigated using Computational AeroAcoustic (CAA) simulations with a Euler mean flow field. Both the acceleration of an entropy wave through the stator row, producing entropy noise, and the scattering of upstream and downstream propagating acoustic waves by the blade are investigated. The resulting transfer functions are compared to a model for compact turbines developed by Cumpsty and Marble [Proc. of the Royal Soc. of London A, 357, 1977] and they show good agreement. The noise levels resulting from a model currently under development will be compared to the transfer functions presented in this paper in the future.

L'intérêt croissant porté au bruit de combustion indirect d'origine entropique s'explique par sa contribution au bruit des moteurs aéronautiques ainsi que par son impact sur les instabilités de combustion, qui à leur tour modifient notamment les rejets de NOx. Dans cette étude, le bruit entropique généré par une grille de stators 2D est étudié à l'aide de simulations numériques aéroacoustiques (CAA) avec un écoulement porteur Euler. L'accélération d'une onde entropique à travers le stator, qui va générer du bruit entropique, ainsi que la transmission et la réflexion des ondes acoustiques lors de leur passage à travers le stator sont étudiées. Les fonctions de transfert obtenues présentent un bon accord avec un modèle analytique développé par Cumpsty et Marble [Proc. of the Royal Soc. of London A, 357, 1977] pour les turbines compactes. A terme, les niveaux de bruit issus d'un modèle actuellement en cours de développement seront comparés aux fonctions de transfert présentées dans ce papier.

Mots clés: combustion noise; entropy noise; turbine; computational aeroacoustics; CAA

Mots clés: bruit combustion; bruit entropique; turbine; aéroacoustique numérique

Domaines: Milieux fluides et réactifs

Ariane Emmanuelli, Maxime Huet, Thomas Le Garrec, Sébastien Ducruix. Study of Entropy Noise through a 2D Stator using CAA. 2018 AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, Jun 2018, Atlanta, United States. ⟨10.2514/6.2018-3915⟩. ⟨hal-01864034⟩