Bruit d'interaction dû à l'impact du sillage d'un cylindre sur un profil d'aile en aval orienté perpendiculairement au cylindre
Résumé
Le bruit aéroacoustique des avions est généré par des forces aérodynamiques agissant sur leur structure, comme par exemple le bruit généré par les profils d'aile, les trains d'atterrissage, les dispositifs hypersustentateurs, les cavités, etc. Ces problématiques ont été largement étudiées à travers des approches théoriques, expérimentales et des simulations numériques. Lors de l'atterrissage de l'avion, une autre source sonore importante a été identifiée, appelée bruit d’interaction, qui n’est pas encore entièrement comprise. Le bruit d’interaction est produit par l’interaction des sillages avec certaines parties de la structure de l’avion, comme le son généré lorsque le sillage du train d’atterrissage interagit avec les volets déployés. Motivés par cette observation, nous étudions dans le présent travail une configuration simplifiée en remplaçant le train d'atterrissage par un cylindre circulaire et le volet en aval par un profil aérodynamique symétrique de type NACA0012, avec son envergure alignée orthogonalement à celle du cylindre (configuration « rod-airfoil » perpendiculaire). Les résultats d'une campagne expérimentale détaillée en soufflerie anéchoïque - incluant des mesures de vélocimétrie par imagerie de particules stéréoscopique et résolue dans le temps, prises simultanément avec des mesures acoustiques- sont discutés, et un modèle semi-empirique basé sur la théorie du « vortex-sound » est proposé. Il est montré que la composante de la vorticité alignée avec l’envergure du profil d’aile est responsable de la génération du champ acoustique, et le modèle simplifié est validé à l'aide des mesures acoustiques. Une discussion supplémentaire sur les phénomènes physiques liés à la génération du bruit est effectué, et une hypothèse est formulée concernant le lien entre la source sonore et les instabilités secondaires du sillage du cylindre.