Effets du nombre de Mach sur les composantes tonales du bruit rayonné par des jets impactant une plaque
Résumé
Les effets du nombre de Mach sur les composantes tonales du bruit rayonné par des jets impactant une plaque, dues à l’établissement d’une boucle de rétroaction entre la buse et la plaque, sont étudiés en réalisant les simulations numériques de six jets impactant. La distance entre la plaque et la buse est de L=8r0, où r0 est le rayon de la buse, et les nombres de Mach d’éjection des jets varient entre 0.6 et 1.1. Au cours des simulations, les équations de Navier-Stokes compressibles et instationnaires en coordonnées cylindriques sont résolues à l’aide de schémas aux différences finies d’ordre élevé peu dissipatifs et peu dispersifs. Pour M=0.6, une composante tonale émerge de 2 à 3 dB au-dessus du bruit large-bande dans les spectres acoustiques, ce qui suggère une résonance peu marquée. Pour M≥0.75, un rayonnement acoustique tonal de forte intensité est observé vers l’amont de l’écoulement. Ce rayonnement est créé par une boucle de rétroaction s’établissant entre la buse et la plaque. Pour M≤1, les composantes tonales rayonnées sont associées à un mode d’oscillation axisymétrique du jet, tandis que pour M=1.1, elles sont liées à un mode axisymétrique et à un mode hélicoïdal, ce qui montre que le nombre de Mach affecte la structure azimutale des jets. Leurs fréquences diminuent avec le nombre de Mach. En ce qui concerne leurs amplitudes, elles augmentent d’environ 45 dB entre M=0.6 et 1, puis diminuent de 15 dB pour M=1.1.