Etude expérimentale de la contribution des sources d'origine thermique à l'émission acoustique des jets supersoniques

• Main Author: MARCHESSE, Yann
• Language: FRE
• Published: Université de Poitiers 2001
• Subjects: [PHYS:MECA:ACOU] Physics/Mechanics/Acoustics; Jets supersoniques; Aéroacoustique expérimentale; Effet de la température; Mesures acoustiques; Mesures de température – Méthode Schlieren; Réduction de bruit; Injection d'eau
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003519; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/04/56/85/PDF/tel-00003519.pdf

L'objectif de la thèse consiste en l'étude expérimentale du rôle de la température sur le rayonnement acoustique des jets supersoniques.<br />Dans une première étude, on analyse de façon globale les effets de la température sur le bruit de cinq jets ayant des vitesses de jet parfaitement détendu identiques pour des températures différentes (niveau de puissance acoustique global, directivité et analyse spectrale). On examine ainsi les contributions acoustiques des diverses sources sonores en fonction de la température du jet. L'influence de celle-ci sur l'efficacité de la technique d'injection d'eau comme moyen de réduction sonore est par ailleurs étudiée sur ces jets.<br />On s'intéresse ensuite aux valeurs de températures moyennes et fluctuantes locales dans ce type de jets. Pour cela, on développe la méthode optique Schlieren basée sur des mesures de déviations angulaires de faisceaux lumineux à travers l'écoulement et permettant la mesure d'indices de réfraction. La température est obtenue à partir de l'inversion d'une équation intégrale type Abel, de la relation de Gladstone et de la relation d'état des gaz parfaits. Les températures quadratiques sont quant à elles estimées à l'aide de calculs statistiques sur les déviations angulaires mesurées. Cette méthode est dans un premier temps validée sur un écoulement subsonique pour lequel les mesures issues de la méthode optique sont comparées à celles obtenues avec un thermocouple. La méthode Schlieren est finalement appliquée sur les cinq jets dont les conditions sont proches de celles présentes sur les lanceurs spatiaux. Dans le cas du jet parfaitement détendu, les résultats ainsi obtenus sont comparés à des calculs numériques.