Methods for acoustic-and-convectiv-wavenumbers separation in turbulent wall-pressure flows - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2008

Methods for acoustic-and-convectiv-wavenumbers separation in turbulent wall-pressure flows

Développement de méthodes de séparation des nombres d'onde acoustiques et convectifs en écoulements turbulents pariétaux

(1)
1
Sébastien Debert
  • Function : Author
  • PersonId : 924737

Abstract

This study aims at the development of techniques of separation of the acoustic and aerodynamic contributions of wall-pressure fluctuation fields under turbulent flows. These techniques of wavenumber separation use the spatial properties of these fluctuations. The understanding of the phenomena of each of the two kinds of wall-pressure fluctuations loading the side window of a vehicle comes to serve an industrial stake in reduction of the noise level inside the cabin due to the shape of car. Experiments in an anechoic wind-tunnel are led to obtain measures of wall-pressure fluctuations for several kinds of flows. Thus a turbulent boundary layer flow fully developed on a flat plate, detached flows downstream to three geometries of forward facing steps, as well as downstream to the A-pillar on real vehicle are considered. A representation of wavenumber-frequency spectra (obtained by the spatial correlogram method) is chosen to separate both contributions. This technique applying only to stationary and homogeneous flows, new techniques based on the Empirical Mode Decomposition (EMD) are used in order, on one hand to improve the separation of both contributions (using the spatial EMD), on the other hand to obtain a multi-scale decomposition in time (using the Ensemble-EMD). Thanks to these methods, a more precise observation of the convected and acoustic phenomena on the wall is proposed.
Ce travail a pour but le développement de techniques de séparation des contributions acoustique et aérodynamique de champs de pression pariétale sous des écoulements turbulents. Ces techniques de séparation, dites en nombre d'onde, se basent sur les propriétés spatiales de ces fluctuations. La compréhension des phénomènes de chacun des deux types fluctuations de pression pariétale s'exerçant sur la vitre latérale d'un véhicule vient servir un enjeu industriel de réduction du niveau sonore intérieur du bruit de forme des automobiles. Pour ce faire, des expérimentations en soufflerie anéchoïque sont menées afin d'obtenir des mesures de pression pariétale fluctuante pour divers types d'écoulements. Ainsi un écoulement de couche limite turbulente pleinement développée sur plaque plane, des écoulements décollés en aval de trois géométries de marches montantes, ainsi qu'en aval d'un montant de baie sur véhicule réel sont considérés. Une représentation des spectres en nombre d'onde-fréquence (obtenue par la méthode du corrélogramme spatial) est choisie pour séparer les deux contributions. Cette technique ne s'appliquant que sur des écoulements stationnaires et homogènes, de nouvelles techniques basées sur la Décomposition Modale Empirique (EMD) sont utilisées, d'une part pour améliorer la séparation des deux contributions (grâce à l'EMD spatiale), d'autre part pour obtenir une décomposition multi-échelle au cours du temps (grâce à l'Ensemble-EMD). Grâce à ces méthodes, une observation plus précise des phénomènes pariétaux convectifs et acoustiques est proposée.
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Dates and versions

tel-00693903 , version 1 (03-05-2012)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00693903 , version 1

Cite

Sébastien Debert. Développement de méthodes de séparation des nombres d'onde acoustiques et convectifs en écoulements turbulents pariétaux. Acoustique [physics.class-ph]. Université de Poitiers; Ecole Supérieure d'Ingénieurs de Poitiers - ESIP, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00693903⟩

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