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Modélisation de la réponse vibro-acoustique d'une structure excitée par une couche limite turbulente en présence d'un gradient de pression statique
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Berton, Marion |
| Copyright Year | 2014 |
| Abstract | L’objectif de la these est de developper une methode de calcul pour predire le rayonnement acoustique, en fluide leger ou en fluide lourd, d’une structure excitee par une Couche Limite Turbulente (CLT) en presence d’un gradient de pression statique. La methodologie proposee comporte trois etapes : la caracterisation de l’ecoulement moyen par un calcul RANS stationnaire, la modelisation des fluctuations de pression parietale a l’aide de modeles semi-empiriques et le calcul vibro-acoustique en reponse aux pressions fluctuantes. Nous portons dans ce travail une attention particuliere aux effets d’un gradient de pression statique dans l’ecoulement, present dans la plupart des cas industriels. Pour mettre en lumiere ces effets nous proposons l’analyse d’un cas d’ecoulement avec gradient de pression negatif puis positif correspondant a des mesures realisees en tunnel aerodynamique. Cette etape de validation souligne l’importance de la prise en compte du gradient de pression dans la modelisation globale. Une des difficultes pour estimer la reponse vibro-acoustique de la structure excitee par la CLT dans les basses et moyennes frequences repose sur le couplage entre le modele deterministe vibro-acoustique et les modeles statistiques de pression parietale. Plusieurs approches sont etudiees pour introduire l’excitation hydrodynamique dans le modele vibro-acoustique : a) en modelisant l’excitation par une distribution de forces ponctuelles ; b) en modelisant l’excitation par un champ d’ondes planes ; c) en utilisant un principe de reciprocite ; d) en utilisant des echantillons d’ondes planes auxquelles sont associees des phases aleatoires. L’application de ces differentes approches sur un cas test en fluide lourd permet d’etudier l’influence des parametres de calcul et d’etablir les avantages et inconvenients propres a chacune des methodes. Les calculs vibro-acoustiques sont alors realises par l’approche PTF (Patch Transfer Functions) qui permet de traduire le couplage structure-fluide lourd sans trop augmenter le cout des calculs. Par ailleurs, pour traiter les hautes frequences en utilisant la methode SEA (Statistical Energy Analysis), des developpements theoriques sont proposes avec les hypotheses simplificatrices associees qui permettent d’estimer la puissance injectee par la CLT a partir de fluctuations de pression exprimees dans le domaine des nombres d’onde. La derniere partie est consacree a l’adaptation des methodes pour prendre en compte l’evolution spatiale de la CLT en presence d’un gradient de pression. Le formalisme repose sur une decomposition de la structure en differentes zones auxquelles on associe des interspectres de fluctuations de pression differents. Cette approche est appliquee sur un cas industriel d’ecoulement sur un massif de sous-marin. La decomposition suppose que l’on neglige l’effet des correlations des pressions entre les zones. L’influence de cette hypothese est tout d’abord etudiee avec un cas d’excitation homogene. Enfin l’interet de prendre en compte l’evolution spatiale de la CLT dans les calculs de la pression rayonnee est mis en evidence sur ce cas. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01570243/document |
| Alternate Webpage(s) | https://acoustique.ec-lyon.fr/publi/berton_thesis.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
