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Contribution à l'étude aéroacoustique des écoulements de jeu

De
215 pages
Sous la direction de Michel Roger
Thèse soutenue le 18 décembre 2009: Ecole centrale de Lyon
Lorsqu'une machine tournante est composée d'un rotor et d'une paroi de carter, le jeu désigne l'espace entre l'extrémité des pales et le carter. Ce jeu est le lieu d'écoulements complexes contribuant aux émissions acoustiques des machines tournantes. Ce travail de thèse a pour objectif d'améliorer la compréhension des divers phénomènes résultants d'écoulements de jeu ainsi que de prédire le rayonnement acoustique associé. La littérature traitant de l'aérodynamique des écoulements de jeu est présentée. Une expérience est réalisée sur une configuration simplifiée constituée d'un profil simple fixe à incidence et jeu variables placé dans un écoulement à bas nombre de Mach. Une étude paramétrique est menée afin d'observer l'influence de trois paramètres expérimentaux: la vitesse incidente, l'angle d'attaque et le jeu. Les principaux résultats ainsi que les lois d'évolution qui en découlent sont discutés.
-Aéroacoustique
-Écoulements de jeu
For fans with a rotor confined by a casing, such as encountered in turbomachinery, the spacing between the blade tips and the casing wall is referred to as gap or tip clearance. Complex flows take place in this region that contributes to the overall sound generation of the fan. The objective of the present study is on one hand to improve the understanding of tip leakage flow and its associated broadband noise. On the other hand, efforts are put towards tip leakage broadband noise prediction. The literature review reveals the influence of the gap size onto the flow is highlighted. A experiment carried out on a simplified configuration, which consists of a single non rotating blade with tunable incidence and gap, is presented. A parametric study was conducted in order to determine the influence of the flow velocity, the angle of attack and the gap. Its main results as well as evolution laws are reported and discussed.
Source: http://www.theses.fr/2009ECDL0034/document
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laas
Un
and
mo
radiated
d?le
w
pr?disan
to
t
to
les
gap
ra
blade
y
One
onnemen
The
t
Finally
de
.
la
orted

one
?
gap.
basses

fr?quences
large
est
edge
d?v
el
elopp
tip
?,
with
bas?
and
sur
lo
une
the
appro
ell

that
he
to
statistique
dies
similaire
h
?


this
prop
dev
os?e
ev
par
T
Amiet.
are
Des
y
pistes
and
son
er
t
t
?v
near
o
sound
qu?es
er
an
is
de
distributed
pr?dire
a
le
deriv
ra
tal
y
angle
onnemen
main
t
la
des
parametric
autres
of

a

o
F
of
or
t
fans
and
with
o
a
hand,
rotor
is

gap
b
enough,
y
pressure
a
a

es

up
h
the
as


v
tered
along
in
as
turb
This
omac
lo
hinery
o
,
fth
the
elo
spacing
related
b
generated
et
shear
w
edge.
een
frequency
the
er
blade
th
tips
elo
and
extension
the
to

order
w
These
all
ts.
is
the
referred
o
to
trailing
as

gap
to
or
tribution.
tip


gap.
Complex
as
o
ev
ws
are
tak
discussed.
e
sho
place
oth
in
k
this
v
region

that
tip


tributes
the
to
k
the
pressure
o
b
v
the
erall
side
sound
es
generation
through
of
the
the
o
fan.
the
Although
to
the
kness
aero
:

is
features
o
of
from
tip
edge

in
o
stream
ws
lea
ha
gap
v
tually
e
to
b

een
v
extensiv
o
ely
highligh
in
due
v

estigated
v
in

the
are
past,
pass
asso
trailing

is
sound
in
generation
frequencies

sound
hanisms
er
are
with
not
o
y
the
et
y
w

ell
small
understo
that
o
y
d.
age
The
y
ob


sound
e
a
of
and
the
o
presen
el
t
sev
study
o
is
the
on
y
one

hand
Amiet's
to
b
impro
erimen
v
data
e
predict
the
edge
understandings
are
of
eld
tip
v
leak
del
age
of
o
frequency
w

and
from
its
noise
asso


exp
broadband
it
noise.
estimate
On
eld
the
the
other
of
hand,
k
eorts
the
are
Its
put
results
to
w
w
as
ards
olution
tip
ws
leak
rep
age
and
broadband
The
noise
study
prediction.
ws
The
b
literature
angle
review

rev
and
eals
ha
the
e

strong
of
on
the
the
gap
gap
size
w
on
On
to
hand,
the
angle
o

w
mo
is
the
highligh
gradien
ted.
generated
Studies
et
ab
een
out
pressure
tip

o
whic
w
driv
related
the
noise
w
sho
the
w
On
indeed
other
that
the
the
w
gap
within
do
gap
es
related
ha
the
v
thic
e
to
an
ratio
eect
when
on
ratio
to
small
the
the
noise
w
radiated
hes
from
the
turb
side
omac
and
hines.
elops
A
to
exp

erimen
jet
t
it

v
out
the
on
and
a
en
simplied
rolls

in
whic
the
h
v


of
tip
a
ortex.
single
w
non
acoustic
rotating
are
blade
ted.
with
is
tunable
to


and
that
gap,

is
ected
presen
the
ted.
side
Measuremen
and
t
scattered

they
hniques
nearb

the
P
edge.


Image
found
V
radiate
elo
a

w
,
domain
LASER-Doppler
its
Anemometry
p
,
w
Hot-Wire
lev
Anemometry
scales
as
the
w
p
ell
w
as
of
steady
v
and

unsteady
.
pressure
other
measuremen
is
ts.
to
The
turbulen
data

are
are
then
b
p
the
ost-pro
leak

jet
using
la
the
er

the
F
side
ourier
The
analysis
is
as
in
w
high
ell
range
as
its
adv
p

w

lev
hniques
scales
based
the
on
en
the
p
w
w
a
of
v
v
elet

theory
.
.
a
The
t
w
of
a
theory
v
applied
elet
oth

exp
h
tal
is
RANS
presen
in
ted
to
and
the
discussed
trailing
on
noise.
the
predictions
basis

of
far
the
measuremen
a
Moreo
v
er,
ailable
mo
data
for
set.
prediction
A
the
parametric
w
study
tip
w
w
as
is

ed
in
the
order
edge
to
theory
determine
A
the
to

with
of
erimen
the
data,
o
leads
w
reasonable
v
of
elo
far


y
viii
,