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

24 Turbulence et bruit à large bande
Fig. 1.4 – Vorticité selon z à un instant du calcul RANS linéaire (2D).
La configuration est constituée d’un barreau (diamètre d = 0.01 m) en amont
d’un profil NACA0012 (corde c = 0.1 m) dans un écoulement uniforme à U∞ =
72m/s, en conditions normales de température et de pression. L’écoulement sur le
barreau, caractérisé par un nombre de Reynolds Red = 48 000, produit un lâcher
tourbillonnaire dans le sillage à une fréquence prédictible (allées de von Kármán:
St ∼ 0.2), accompagné d’une transition vers la turbulence dans les couches de ci-
saillement issues des décollements latéraux 1 . Les tourbillons de von Kármán et la
turbulence constituent le sillage du barreau, qui vient ensuite impacter le profil à
incidence nulle. A titre d’illustration, la figure 1.4 présente une visualisation d’un
champ de vorticité instantanée extrait d’un calcul RANS et met en évidence les
tourbillons issus du barreau ainsi que leur interaction avec le profil. En revanche, le
calcul RANS ne prédit pas la transition, ce qui se traduit par l’agencement régulier
des tourbillons. Le barreau est ainsi soumis à une charge instationnaire caractérisée
par une forte composante harmonique provenant du lâcher alternatif des tourbillons
de chaque côté. En réalité on observe aussi une composante à large bande due à la
turbulence qui est associée au lâcher. Le profil, se trouvant dans le sillage, ressent
directement les tourbillons et la turbulence, ce qui produit pour lui aussi une charge
avec une forte composante harmonique, élargie dans l’espace spectral par les échelles
turbulentes. La signature spectrale du son rayonné par chacun des deux solides est
1. cf. la section suivante pour plus de détails sur l’écoulement autour d’un barreau rond