these approches numeriques pour la simulation du bruit a large ...

10 Introduction
un plan à envergure fixée. Cette configuration possède en effet un certain nombre
de caractéristiques qui sont reliées à la génération de bruit à large bande en tur-
bomachine, mais dans un contexte simplifié. Les tourbillons issus du barreau sont
convectés dans le sillage, avec un fort taux de turbulence (Red = 48 000). L’impact
de ce sillage sur le profil génère une charge périodique associée aux tourbillons de
von Kàrmàn, et une charge turbulente. La charge périodique peut être associée au
défilement des sillages dans une turbomachine, elle génère un sifflement à la fréquence
du lâcher et ses harmoniques. Par ailleurs, la turbulence crée un bruit à large bande
qui vient remplir le spectre et élargir la contribution tonale. De manière similaire,
dans une turbomachine, cette turbulence peut provenir des sillages des aubes amont,
de la couche limite au carter, de l’atmosphère (dans le cas d’une soufflante), ou alors
peut correspondre à l’effet d’un décollement. La configuration ’barreau-profil’ per-
met ainsi une correspondance avec la génération de bruit à large bande dans une
turbomachine, mais de manière simplifiée. Il faut ainsi garder à l’esprit que certaines
particularités des turbomachines ne sont pas représentées ici. L’aérodynamique et
l’acoustique ne sont pas confinées par des parois solides, par ailleurs il n’y a pas de
périodicité spatiale reproduisant l’alignement des aubes autour d’une roue, et enfin
le profil ne fournit pas de déviation de l’écoulement.
Cette configuration a permis, conjointement au travail présenté ici, la réalisation
d’une campagne expérimentale poussée, qui n’aurait pas été possible dans une géométrie
industrielle. En outre, on a approché le problème numérique de manière progressive,
à nombre de Reynolds limité et en géométrie simplifiée, en cherchant à reproduire
les mécanismes fondamentaux.
Méthodes numériques
Afin de reproduire la dynamique complexe intervenant dans la génération du
bruit à large bande, ce travail va s’appuyer sur les possibilités offertes par les
méthodes numériques. Elles sont actuellement à la base de la conception des tur-
boréacteurs, car elles permettent une connaissance étendue des grandeurs aérodynamiques
et acoustiques associées à l’écoulement, à moindre coût, et avec une plus grande
généralité que les approches analytiques.
D’abord nous nous intéresserons à la simulation du champ aérodynamique. Deux
approches seront étudiées: la simulation des équations de Navier-Stokes moyennées
(Reynolds Averaged Navier-Stokes, RANS) et la Simulation des Grandes Echelles
(Large Eddy Simulation, LES). L’approche RANS est la plus répandue en concep-
tion à l’heure actuelle, elle ne simule que le champ moyen et modélise les effets de
la turbulence par une énergie cinétique et une dissipation moyennes, ce qui per-