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14.03.2011 - Nuisances sonores

Nouveaux outils de simulation numérique

Premier chaînage aérodynamique-aéroacoustique réalisé avec une surface d'échange traversée par un écoulement turbulent (CFD "LES" - CAA "Euler")

A gauche le calcul pur CFD "LES" - maillage structuré à droite le rayonnement acoustique en CAA "Euler" - non structuré
A gauche le calcul pur CFD "LES" - maillage structuré
à droite le rayonnement acoustique
en CAA "Euler" - non structuré

Des calculs de propagation acoustique par résolution des équations d'Euler* ont été chaînés avec succès à une simulation LES* d'un jet chaud à Mach 0,7.

Ce premier chaînage aérodynamique/aéroacoustique réalisé avec une surface d'échange traversée par un écoulement turbulent,  ouvre la voie à de futurs calculs aéroacoustiques complets pour des configurations aujourd'hui inaccessibles aux outils CFD* (Computational Fluid Dynamics) et CAA* (Computational Aero-Acoustics)  non couplés.

* : voir plus bas

CFD - Computational Fluid Dynamics
En français, simulation numérique des écoulements, ou mécanique des fluides numérique. La CFD consiste à étudier les mouvements d'un fluide, ou leurs effets, par la résolution numérique des équations régissant le fluide (les équations complètes sont les équations de Navier-Stokes). La CFD permet l'accès à toutes les informations instantanées (vitesse, pression, concentration...) pour chaque point d'un domaine de calcul.

CAA - Computational Aero-Acoustics
En français, aéroacoustique numérique. L'aéroacoustique désigne l'étude des phénomènes acoustiques liés à des écoulements aérodynamiques. La CAA consiste à étudier par des méthodes numériques le rayonnement du bruit d'une source aéroacoustique, ou la propagation d'ondes sonores dans un écoulement.

Equations d'Euler
Les équations d'Euler (établies par Euler en 1755) s'appliquent dans le cas d'un fluide parfait, c’est-à-dire un fluide non visqueux sans conductivité thermique. Le fluide peut être incompressible ou compressible. Ces équations, résolues de manière appropriées, peuvent simuler correctement la propagation des ondes acoustiques dans des configurations industrielles.

LES - Large Eddy Simulation
En français simulation des grandes échelles. C'est une technique numérique de prévision et d'analyse des écoulements turbulents. Les échelles spatiales de l'écoulement d'une taille supérieure à une limite arbitrairement fixée sont déterminés par le calcul, alors que les autres sont pris en compte au moyen d'un modèle statistique appelé modèle sous-maille. La LES résoud donc par le calcul les grandes échelles de la turbulence et se contente de modéliser les plus petites (qui sont aussi les plus couteuses à calculer). La LES est un compromis qui offre un très bonne précision avec des géométries "industrielles" complexes pour un coût de calcul acceptable (sur supercalculateur).