Descriptif
L'aéroacoustique s'intéresse au bruit émis par les écoulements turbulents, comme un jet issu d'un réacteur d'avion, et plus généralement au rayonnement sonore produit en présence d'un écoulement et de parois fixes ou mobiles : sifflement d’une cavité ou le bruit d’une pale en rotation. Le cours est organisé autour de deux thèmes : la propagation sonore en écoulement inhomogène et les sources de bruit. Le premier est consacré à la propagation en écoulement (acoustique sous-marine, propagation atmosphérique) et à l'approximation géométrique avec le tracé de rayons. Le second thème se focalise sur la génération du bruit d'origine aérodynamique, à l’aide des analogies acoustiques de Lighthill pour les jets libres et de l’analogie de Curle pour des écoulements interagissant avec des surfaces rigides. On présentera quelques mécanismes physiques emblématiques, et on donnera les ordres de grandeur associés. Le cours s’appuiera sur des applications variées dans les domaines de l'aéronautique, des transports terrestres ou maritimes, de l’énergie, ainsi que de la propagation sous-marine et atmosphérique.
Objectifs pédagogiques
- Connaître les caractéristiques physiques de la propagation en écoulement ;
- Connaître les hypothèses de l’acoustique géométrique ;
- Savoir résoudre les équations de l’acoustique géométrique analytiquement et numériquement (tracé de rayons) ;
- Connaître quelques mécanismes élémentaires de source de bruit en aéroacoustique ;
- Savoir calculer le rayonnement acoustique d’une source en mouvement ;
- Connaître les équations et les hypothèses de l’analogie de Lighthill pour les jets libres et de l’analogie de Curle en présence de surfaces rigides ;
- Savoir analyser et traiter des données de pression pariétale instationnaires afin de calculer la pression acoustique en champ lointain ;
- Savoir identifier ce qui relève de la propagation et des mécanismes d’émission ;
- Savoir restituer un travail scientifique à l’écrit et à l’oral (mini-projet sous Matlab, analyse d’article scientifique)
effectifs minimal / maximal:
/35Diplôme(s) concerné(s)
Parcours de rattachement
Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées
Cours de 1ère année de mécanique des fluides (MF101)
Format des notes
Numérique sur 20Littérale/grade européenPour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées
Vos modalités d'acquisition :
Mini-projet numérique (tracé de rayons) et étude de cas avec analyse d’article (aéroacoustique)
Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 6
- le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
- 6 ≤ note initiale < 10
- Crédits ECTS acquis : 1.25 ECTS
- Scientifique acquis : 1.25
Le coefficient de l'UE est : 1
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
L'UE est évaluée par les étudiants.
Programme détaillé
Programme du cours séance par séance :
- Introduction et motivations – Equations d’Euler linéarisées pour la propagation en milieu inhomogène en mouvement – Absorption acoustique
PC : Equation des ondes convectées – Rayonnement d’une source ponctuelle avec absorption atmosphérique
- Propagation dans les milieux stratifiés (atmosphère, océan) – formulation de l'approximation géométrique
PC : solutions analytiques des équations des rayons en milieu inhomogène au repos : application en acoustique sous-marine (sonar sous-marin)
- Effets de réfraction et équations des rayons en milieu en mouvement
PC en salle info : solutions numériques des équations de tracé de rayons dans un milieu stratifié en mouvement : application en acoustique atmosphérique
- Sources de bruit élémentaires, rayonnement acoustique d’une source mobile, quelques exemples en aéroacoustique
PC : Sifflement d’une cavité profonde, rayonnement acoustique d’une source mobile ponctuelle
- Introduction à l’aéroacoustique - Théorie de Lighthill
PC : Bruit de jet : optimisation bruit/poussée d’un turboréacteur
- Interaction avec les surfaces solides : analogie de Curle, bruit de couche limite et bruit de bord
PC en salle info : rayonnement acoustique d’un cylindre en écoulement transverse ou calcul du bruit de bord de fuite d’un profil d’aile à partir de données de pression pariétale instationnaires
- Restitution études de cas