Soutenance de thèse : Corentin GUILLON

Développement de différentes méthodes pour la prise en compte de couches limites turbulentes non-homogènes dans les simulations vibro-acoustiques

Doctorant : Corentin GUILLON

Laboratoire INSA : LVA

Ecole doctorale : ED162 Mécanique, Énergétique, Génie civil, Acoustique

L'objectif de cette thèse est de développer des approches permettant de prendre en compte l'évolution spatiale de la couche limite turbulente (CLT) dans les calculs prédisant le comportement vibro-acoustique de structures déformables excitées par un écoulement. L'application finale visée est la prédiction du bruit rayonné par les pales d'un propulseur de véhicule sous-marin. Or, les modèles vibro-acoustiques disponibles dans la littérature, généralement employés pour des structures de grandes dimensions et de faible courbure, font l'hypothèse de CLT uniformément développées et homogènes. Pour notre application, la rapide croissance de la CLT, déclenchée au bord d'attaque de la pale, doit être prise en compte dans les calcus. En repartant de cas de plaques planes excitées par des CLT homogènes, des méthodes existantes ont été adaptées aux CLT non- homogènes, en réalisant certaines hypothèses. D'abord en espace, en exploitant la faible corrélation spatiale du champ de pressions pariétales, puis dans le domaine des nombres d'onde, en découpant la surface excitée en plusieurs zones. La dernière approche présentée repose sur la synthèse de champs de pression par des séries d'ondes planes pariétales décorrélées (OPPD) et permet de traiter l'évolution de la CLT non-homogène de manière continue (C-OPPD). L'intérêt de la prise en compte de la variation spatiale des paramètres de CLT est mis en avant pour le cas d'une plaque plane mince d'épaisseur variable soumise à une CLT déclenchée sur l'arrête amont. Dans le dernier chapitre, on applique la méthode C-OPPD à un cas de pale de propulseur simplifiée, placée en eau, excitée par une CLT non-homogène et rayonnant dans un milieu infini. Pour cette application plus pratique, les paramètres de la CLT sur le profil sont déterminés à l'aide de XFOIL et le problème est modélisé par éléments finis, en prenant en compte l'effet de couplage entre le fluide lourd et la structure déformable.