Transmission des fluctuations de bruit dans un modèle d’habitacle automobile générées par un écoulement instationnaire : étude en soufflerie
Résumé
Lors de son déplacement, un véhicule automobile interagit avec un écoulementturbulent instationnaire qui module en amplitude le bruit à l’intérieur de l’habitacle.Ainsi les variations temporelles de l’écoulement incident dégradent la qualité del’ambiance acoustique. Cette étude vise à décrire et comprendre les mécanismesaérodynamiques et acoustiques en jeu, afin de pouvoir à terme en tirer des règlesde conception pour les futurs véhicules. Un banc d’essai est conçu en soufflerieanéchoïque afin d’étudier la génération puis la transmission de ces fluctuations de bruit.L’écoulement de marche montante est choisi comme source de bruit aéroacoustiquerayonnant dans un caisson anéchoïque servant de modèle d’habitacle automobile. Unevitre est utilisée afin de modéliser la transmission de ces fluctuations de bruit dans cevolume d’écoute placé juste en dessous de la marche. Un dispositif actif (volet) fixéau niveau du convergent de la veine d’essai est utilisé afin de générer une variationtemporelle contrôlée de la vitesse de l’écoulement incident. L’approche retenue consiste,pendant le temps de maniement du volet, à mesurer et relier le champ de vitesseexterne à la pression pariétale d’une part, puis au champ acoustique interne obtenu partransmission d’autre part. La technique de vélocimétrie laser par images de particulesà haute cadence d’échantillonnage (TR-PIV à 20 kHz) est utilisée pour effectuer lamesure du champ de vitesse. L’analyse des données est basée sur le calcul d’indicateursde la fluctuation énergétique des différentes quantités. Des outils de corrélation spatiotemporellesont alors développés pour mettre en évidence les zones de l’écoulementles plus corrélées avec les fluctuations de l’énergie de la pression pariétale et decelles du niveau de bruit intérieur. L’étude a permis de mettre en évidence un effetd’instationnarité lié à une augmentation rapide de la vitesse incidente (mouvement defermeture du volet). La fluctuation du chargement aérodynamique de la vitre sous labulle de recirculation est logiquement liée à l’activité instationnaire de cette dernière.Néanmoins en s’approchant du bord de la marche et en s’éloignant de la bulle en aval,le chargement aérodynamique de la vitre est lié, respectivement, aux fluctuationsde vitesse dans la zone de cisaillement au voisinage de l’arête de la marche, et aulâcher tourbillonnaire en aval. Enfin, le bruit transmis dans le modèle d’habitacle estprincipalement lié aux fluctuations de vitesse dans la couche de cisaillement.