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Cours scientifiques - MF208 : Aéroacoustique

Domaine > Mécanique des fluides et énergétique, Physique, optique.

Descriptif

L'aéroacoustique s'intéresse au bruit émis par les écoulements turbulents comme un jet issu d'un réacteur d'avion, et plus généralement au rayonnement sonore produit en présence d'un écoulement et de parois fixes ou mobiles, comme le sifflement d’une cavité ou le bruit d’un train d'atterrissage. Le cours est organisé autour de deux thèmes : la propagation sonore en milieu inhomogène et les sources de bruit. Le premier est consacré à la propagation en écoulement (acoustique sous-marine, propagation atmosphérique, imagerie sonore) et à l'approximation géométrique avec le tracé de rayons. Le second thème se focalise sur la génération du bruit d'origine aérodynamique, en donnant quelques ordres de grandeurs, et en présentant quelques mécanismes physiques emblématiques. Le cours s’appuiera sur des applications variées dans les domaines de l'aéronautique et du spatial, des transports terrestres, de l’énergie, ainsi que de la propagation sous-marine et atmosphérique.

Objectifs pédagogiques

•    Connaître les caractéristiques physiques de la propagation en écoulement (dispersion introduite par le milieu)
•    Savoir résoudre les équations de l’acoustique géométrique (tracé de rayons)
•    Connaître quelques mécanismes élémentaires de source de bruit en aéroacoustique
•    Connaître la théorie de Lighthill pour les jets libres
•    Savoir identifier ce qui relève de la propagation et des mécanismes d’émission
•    Savoir restituer un travail scientifique (mini-projet sous Matlab, analyse d’article scientifique)

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées

Cours de 1ère année de mécanique des fluides (MF101)

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées

Vos modalités d'acquisition :

Mini-projet numérique et commentaire d’article avec remise d’un rapport

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6
  • le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
    6 ≤ note initiale < 10
L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 1.25 ECTS
  • Scientifique acquis : 1.25

Le coefficient de l'UE est : 1

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

L'UE est évaluée par les étudiants.

Programme détaillé

Programme du cours séance par séance :
1.    Introduction et motivations - Propagation en milieu inhomogène
PC : Equation des ondes convectées –  Absorption moléculaire


2.    Propagation dans les milieux stratifiés (atmosphère, océan) – formulation de l'approximation géométrique
PC : Acoustique sous-marine (sonar sous-marin)


3.    Equations des rayons – Conservation de l’énergie – Restrictions – Sources élémentaires de bruit
PC : Tube de Rijke (thermoacoustique)

4.    Cours et PC sur projet numérique : tracé de rayons en milieu stratifié (jet, couche limite et source mobile)

5.   Sources de bruit élémentaires – fonction de Green – Quelques exemples en aéroacoustique
PC : Sifflement d’une cavité profonde
5.    Introduction à l’aéroacoustique - Théorie de Lighthill
PC : Bruit de jet : optimisation bruit/poussée d’un turboréacteur


6.    Projet numérique : tracé de rayons en milieu stratifié (Matlab)

7.    Restitution projet numérique et commentaire d’article

Mots clés

aéroacoustique, sources de bruit, propagation acoustique en milieu stratifié avec écoulement (propagation sous-marine et atmosphérique)

Méthodes pédagogiques

Cours avec petites classes associées, et travail en autonomie sur le projet numérique et le commentaire d’un article.
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