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

Turbulence et bruit à large bande 33
correspondant du profil, la vitesse interne du tourbillon aura tendance à réduire la
vitesse moyenne près de la paroi du profil, et à l’augmenter à l’extérieur.
⋄ La figure 1.10 présente une visualisation instantanée de la fonction Γ2 qui per-
met d’évaluer l’extension des tourbillons, à partir des données PIV (cf. chapitre 3
pour une présentation de cette grandeur, ou la référence [47]). Les auteurs [80] ont
montré une forte dispersion des trajectoires des tourbillons au cours du temps. Si
on considère le champ fluctuant, certains tourbillons sont convectés sur le côté du
profil alors que d’autres apparaîssent découpés par le bord d’attaque. Toutefois, la
reconstruction du champ à partir des modes POD 0, 1 et 2 permet une bonne res-
titution des phénomènes et de 40% de l’énergie des fluctuations.
⋄ La corrélation des vitesses transverses en deux points, centrée sur un point proche
du bord d’attaque, est représentée sur la figure 1.11. Elle met en évidence les struc-
tures tourbillonnaires ainsi que leur forte corrélation longitudinale en amont du bord
d’attaque.
⋄ La figure 1.12 présente enfin des spectres acoustiques en champ lointain: avec le
barreau et le profil, avec le barreau seul et sans barreau ni profil. Elle démontre la
faible influence acoustique du bruit de fond, mais aussi du bruit du barreau isolé. Ce
dernier est en effet dépassé de 10 dB au niveau du pic par le bruit de la configuration
barreau-profil. On peut donc déduire que dans la configuration barreau-profil le bruit
est largement dominé par le profil, le barreau n’étant apparemment pas influencé
par le profil au niveau aérodynamique et devant émettre à un niveau comparable à
celui produit par le barreau isolé.
Le bruit à large bande est constitué par le bruit de fond spectral et l’élargissement du
pic situé à la fréquence du lâcher tourbillonnaire. Il est généré par l’interaction de la
turbulence avec les surfaces solides. On remarque alors que la configuration ’barreau-
profil’ présente un pic plus large que dans la configuration ’barreau isolé’. Ceci peut
s’expliquer par la cascade d’énergie depuis les structures du lâcher (tourbillons de
von Kármán) vers les échelles purement turbulentes, qui a lieu dans le sillage du
barreau en amont du profil. On notera pour terminer que cet élargissement spectral
n’est pas un artéfact du traitement numérique: les échantillons sont basés sur de
longues périodes (∆f = 4Hz) ce qui réduit les distorsions de fenêtrage. En outre,
la même chaîne de mesure révèle un son purement tonal dans le cas d’ondes de
Tolmien-Schlichting par exemple 3 .
Les résultats expérimentaux seront présentés et discutés plus en détail lors de la
comparaison avec les calculs. Les références [55, 80, 54] constituent par ailleurs une
3. M. Roger, ECL, communication personnelle.