Note publique d'information : Le travail présenté dans ce mémoire traite de la problématique des calculs aéroacoustiques
dans la zone source, en vue d'une meilleure estimation du bruit aérodynamique perçu
par les occupants d'un véhicule. L'objectif recherché est de proposer une méthode
de calcul qui prenne en compte les contraintes industrielles. Une analogie pour la
pression totale est développée et résolue à cet effet. Cette analogie est obtenue
par une recombinaison des équations de Navier-Stokes, d'une manière similaire à celle
effectuée par Lighthill en 1952. Les analogies aéro-acoustiques présentent l'avantage
d’être industriellement accessibles. Nous réalisons ensuite une validation de l'analogie
proposée pour des cas d'écoulements à compléxité croissante. Les premières validations
sont réalisées dans le domaine fréquentiel à l'aide de sources définies de manière
analytique et sans obstacle, en 2D et 3D. Nous profitons de ces sources analytiques
pour déterminer les limites de validité des résultats de l'analogie proposée. Le deuxième
cas test étudié concerne l'écoulement autour d’un cylindre 2D, dans le domaine spectral.
Pour ce cas, nous disposons à la fois d'un calcul direct acoustique (DNA, référence)
et d'un calcul LES 2D obtenu avec le logiciel Fluent. Les résultats de l'analogie
appliquée aux sources obtenues d'une part par le calcul DNA et d'autre part par le
calcul LES sont comparés à ceux obtenus directement par le calcul DNA. Enfin, nous
ouvrons le travail à une application industrielle avec l'étude de l'écoulement autour
d'un obstacle tridimensionnel complexe à nombre de Reynolds élevé. L'écoulement aérodynamique
est simulé à l'aide d'une méthode hybride RANS / LES (type DES), et les calculs d'analogie
sont réalisés dans le domaine temporel, par la méthode des temps avancés.
Note publique d'information : The work exposed in this report refers to aeroacoustic calculations in source field
for automotive applications. Indeed, a better estimation of the total or the acoustic
pressure on the skin of the car is necessary in order to have a good estimation of
the aerodynamic noise felt by the passengers of the car. The first aim seeks in this
work is to develop a aeroacoustic analogy, that is the only aeroacoustic calculation
method industrially used, which let us have access to de total pressure in the source
field. This analogy is obtained by a simple Navier - Stokes equations combinaison,
based on Lighthill’s and Doak’s works. Then, a validation of this analogy is done
with increasing difficulties test cases. The first validation is done in the Fourier
domain with the help of analytically defined source terms, in 2D and 3D. Those test
cases are then re-used to determine the limits of the proposed analogy. The second
test case is the flow around a 2D cylinder, that have been simulated both with a direct
acoustic method and an incompressible 2D-LES with Fluent. The proposed analogy is
applied with the source terms obtained by both the DNA and incompressible LES, and
give quite good results compared to results directly obtained by the DNA. Finally,
we open the work on an industrial application by studying analogy results on a complex
tridimensionnal case with high Reynolds number. The aerodynamic simulation is based
on a hybrid RANS/LES method (DES) and the analogy calculation is done in the temporal
domain, with the help of the advanced times procedure.