Stage M2 – Calcul du bruit de bord de fuite d’un profil d’aile à partir d’une simulation RANS

Contexte
A haut nombre de Reynolds, la couche limite qui se développe le long d’un profil d’aile est turbulente et génère un bruit large bande lorsqu’elle interagit avec le bord de fuite du profil. Ce bruit de bord de fuite est important dans de nombreuses applications (éoliennes, hélices marines, propulseurs d’avion ou de drone, …), et il dépend fortement de la forme du ́ profil et de l’angle d’attaque entre le profil et l’écoulement amont. Dans le cadre du projet ́ ANR PIBE (Prévoir l’Impact du Bruit des ́ Éoliennes – ́ https://www.anr-pibe.com), nous avons réalisé des essais dans la soufflerie anéchoïıque de l’Ecole Centrale de Lyon (ECL) pour un profil d’aile symétrique (NACA 0012) et un profil d’aile cambré (NACA ́ 633418). Nous avons réalisé des mesures pour des angles d’attaque ́ αg entre 0 et 30◦ et on observe 3 régimes d’écoulement en fonction de l’angle d’attaque pour le profil NACA 633418. Pour les angles d’attaque faibles, la couche limite est attachée et le ́coefficient de portance augmente avec l’incidence. Puis, la couche limite se sépare ́ a partir du bord de fuite, la position du point de séparation xsep se rapprochant du bord d’attaque. Enfin, pour αg > 25◦ , la couche limite est entièrement décollée et la portance chute brutalement.

Objectifs

L’objectif de ce stage est de réaliser des calculs du bruit de bord de fuite d’un profil  d’aile a partir d’une simulation RANS bidimensionnelle, en comparant les approches surfaciques basées sur une modélisation du spectre de pression pariétale et l’approche volumique développée dans la thèse de Nicolas Trafny. Plus précisément, le candidat réalisera les tâches suivantes :
— réaliser des calculs RANS 2D à différents angles d’attaque en prenant en compte les  effets d’installation de la soufflerie de l’ECL, et extraire les paramètres de couche limite pertinents;
— calculer le spectre de pression pariétale à partir des modèles semi-empiriques de la littérature (Goody, Rozenberg-Lee, …) et des modèles statistiques basés sur une résolution de l’équation de Poisson; 
— calculer la pression acoustique a partir d’une approche volumique basée sur l’analogie de Lighthill, et comparer les résultats aux approches surfaciques basées sur les spectres de pression pariétale. 

Pour candidater : envoyer CV, lettre de motivation et relevé de notes à benjamin.cotte(a)ensta-paris.fr