Identification et modélisation des sources sonores des jets turbulents

Le problème du bruit des jets est marqué par un contraste entre la nature chaotique de la turbulence et la structure organisée du champ sonore résultant. Les structures cohérentes présentes dans la turbulence, souvent modélisées sous forme de paquets d'ondes, jouent un rôle important dans la formation de cette radiation sonore organisée en aval. Bien que ces structures soient reconnues comme des sources sonores clés, la prédiction quantitative du son émis par les jets subsoniques à partir de modèles basés sur des paquets d'ondes reste difficile. De plus, les origines du bruit en amont restent mal comprises, souvent attribuées à la `turbulence de fond'. À travers des nouvelles mesures bi-points détaillées du champ sonore en soufflerie, cette thèse explore des modèles de sources simplifiés basés sur l'analogie acoustique de Lighthill et l'analyse par résolvante. Les deux approches visent à modéliser la partie acoustiquement efficace de la turbulence, simplifiant ainsi le problème en excluant les parties silencieuses qui ne produisent pas d'ondes sonores, similaire à d'autres approches récentes (Karban et al. 2022b). Cela est réalisé, dans le cadre de l'analogie acoustique de Lighthill, par un modèle de source linéaire de paquets d'ondes centré sur le nombre d'ondes acoustique et, dans le cadre de l'analyse par résolvante (suivant les travaux de Pickering et al. 2021b), par un opérateur de résolvante acoustique. Ces modèles clarifient avec succès les tendances clés observées dans les mesures : (1) une similarité du nombre de Mach et du nombre de Helmholtz dans le champ sonore et (2) une organisation azimutale de faible ordre du champ sonore en amont et en aval pour tous les nombres de Mach. Les deux modèles capturent efficacement le bruit latéral, apportant des preuves que les structures cohérentes sont à l’origine de l’activité des sources de bruit des jets en ce qui concerne la radiation sonore en aval et en amont. De plus, l'analyse montre comment la similarité entre le nombre de Mach et le nombre de Helmholtz observée dans les données est liée à la compacité et à l'efficacité acoustique, soulignant le rôle de la fonction de Green dans la formation du bruit. Enfin, dans les deux cadres (l'analogie acoustique de Lighthill et l'analyse par résolvante acoustique), nous proposons des modèles quantitatifs empiriques, basés sur la physique, qui intègrent la dépendance Mach-fréquence et qui capturent les principales caractéristiques du bruit des jets