ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DE L'IDENTIFICATION DES SOURCES ACOUSTIQUES DANS LES JETS PAR L'ANALYSE DE LA FLUCTUATION DE PRESSION EN CHAMP PROCHE. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2001

EXPERIMENTAL STUDY OF THE ACOUSTIC SOURCES IDENTIFICATION IN JETS BY THE NEAR FIELD PRESSURE FLUCTUATIONS ANALYSIS.

ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DE L'IDENTIFICATION DES SOURCES ACOUSTIQUES DANS LES JETS PAR L'ANALYSE DE LA FLUCTUATION DE PRESSION EN CHAMP PROCHE.

Résumé

This study was dedicated to the possibility of acoustic sources (coherent structures in particular) identification in jets turbulent mixing layer by using the Proper Orthogonal Decomposition (POD) applied to the near field pressure fluctuations. The first step consisted in measuring the pressure field close to a transonic jet and a supersonic jet. In both cases, the first two POD modes - which represent the major contribution to the spatial and spectral organization - presented features similar to those reported in the litterature. However, the only pressure field knowledge did not allow the physical interpretation of POD modes in terms of turbulent flow organization. Therefore a second experiment was carried out in a simpler configuration with a low exit speed jet. The longitudinal distribution of near field pressure fluctuations was measured simultaneously with the fluctuations of two velocity components in several normal sections. The spatial pressure-velocities correlations were then determined in the two-dimensional measurement field. Using these correlations and the longitudinal distribution of the pressure fluctuations, the large scale structures dynamics was estimated via the Linear Stochastic Estimate (LSE). This estimation of vortical field gave a reliable representation of the real large scale movements and was used to provide a physical interpretation of POD modes : the first four modes represent the organized part of the pressure field. Lastly, the far field acoustic radiation of the vortical estimation was evaluated and was found to be in conformity with what is expected.
Cette étude est consacrée à la possibilité d'identification des sources acoustiques (les structures cohérentes en particulier) dans la zone de mélange de jets turbulents en utilisant la Décomposition Orthogonales aux Valeurs Propres (POD) appliquée aux fluctuations de pression en champ proche. Lors d'une première expérience, on mesure le champ de pression proche d'un jet transsonique et d'un jet supersonique. Dans les deux cas, les deux premiers modes POD, qui à eux seuls captent l'essentiel de l'organisation spatiale et spectrale, possèdent des comportements similaires à ceux observés dans les éléments bibliographiques. Cependant, la seule connaissance du champ de pression ne suffit pas à l'interprétation physique des modes POD en terme d'organisation turbulente de l'écoulement. Une seconde expérience est alors menée dans une configuration plus simple d'un jet à faible vitesse d'éjection. On mesure simultanément la distribution longitudinale des fluctuations de pression en champ proche et les fluctuations de deux composantes de vitesse dans plusieurs tranches de l'écoulement. On accède ainsi aux corrélations spatiales pression-vitesses sur le domaine bidimensionnel de mesure. A partir de ces corrélations et en utilisant l'Estimation Stochastique Linéaire (LSE), on reconstruit la dynamique des grosses structures dans le domaine de mesure à partir seulement de la distribution longitudinale des fluctuations de pression. On montre que l'estimation du champ tourbillonnaire obtenue est en très bon accord avec la physique des phénomènes aux grandes échelles et on l'utilise pour donner une interprétation physique des modes POD de pression : les quatre premiers modes représentent la partie organisée du champ de pression. Enfin, on effectue une évaluation du rayonnement acoustique en champ lointain de l'estimation du champ tourbillonnaire qui s'avère être conforme à ce qui est attendu.
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Dates et versions

tel-00133829 , version 1 (27-02-2007)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00133829 , version 1

Citer

Christophe Picard. ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DE L'IDENTIFICATION DES SOURCES ACOUSTIQUES DANS LES JETS PAR L'ANALYSE DE LA FLUCTUATION DE PRESSION EN CHAMP PROCHE.. Traitement du signal et de l'image [eess.SP]. Université de Poitiers, 2001. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00133829⟩
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