Objectifs de la formation
Le but du cours est de former les étudiants à l'aéroacoustique générale, définie comme la science des bruits d'origine aérodynamique. Ceci inclut la compréhension des phénomènes physiques de base, leur illustration expérimentale et leur modélisation, principalement par le biais d'approches analytiques. Des illustrations fournies par des simulations numériques sont néanmoins citées. Les étudiants seront ainsi amenés au niveau requis pour aborder les problèmes industriels modernes, d'une part, et la littérature scientifique internationale, d'autre part. Bien que des prérequis en mécanique des fluides générale et en acoustique soient utiles, les notions éventuellement manquantes sont rappelées succinctement. Les applications, s'appuyant sur de nombreux exemples, concernent les secteurs de la propulsion aéronautique et de la ventilation-climatisation (transports terrestres et bâtiment), mais aussi les éoliennes, les rotors de drones et le bruit du vent sur les structures.
Mots-clés
Acoustique, aéroacoustique, aérodynamique, propulsion, aéronautique, mécanique des fluides
Programme
1 - Les bases et applications diverses :
- Petites oscillations dans un gaz et mécanismes du bruit d'origine aérodynamique
- Analogies acoustiques, équations des ondes et résolution par la technique des fonctions de Green
- Propriétés générales des sources sonores en mouvement
- Bruit des jets turbulents libres
- Mécanismes d'oscillations auto-entretenues
- Bruit du vent sur les structures (câbles, antennes, exo-structures des bâtiments ...)
- Aérodynamique instationnaire, bruit des profils d'ailes et hypersustentation
2 - Machines tournantes aérodynamiques :
- Propriétés des sources sonores en rotation
- Bruit de raies des rotors libres (hélices, ventilateurs, rotors...)
- Effets d'installation acoustiques (diffraction) et aérodynamiques (distorsions)
- Mécanismes d'interaction rotor-stator, propagation en conduit avec écoulement et application aux turbomachines
Compétences visées
- Capacité à identifier des mécanismes aéroacoustiques de base sur un système mécanique complexe
- Capacité à formuler mathématiquement de façon simple un mécanisme de base
- Capacité à comprendre et identifier la signature acoustique d'un écoulement perturbé
- Capacité à mener une analyse dimensionnelle
Évaluation
Le contrôle se fait sur la base de:
- un examen de 2h (tous documents autorisés, versions française et anglaise,
- la restitution par comptes-rendus des séances de BE et de TP. Note de savoir: 70% examen + 30% contrôle continu Note de savoir-faire: 100% contrôle continu Note de méthodologie: 30% examen + 70% contrôle continu Note finale: 40% S+30%SF+30%M