Transcript MASTER FiSE/MFE: Aéroacoustique X. Gloerfelt - Sinumef

MASTER FiSE/MFE: Aéroacoustique
X. Gloerfelt
Moyens d’essais en aéroacoustique
Etat des lieux expérimental
très peu de moyens d’essais pour l’aéroacoustique
En France
 2 deux grands équipements semi-anéchoïques à usage spécifique:
– soufflerie GIE S2A à Saint-Cyr-l’Ecole (Yvelines) de dimension industrielle et
destinée à l’aéroacoustique des véhicules terrestres
– banc Martel à Poitiers, construit spécifiquement pour étudier l’environnement
aéroacoustique des lanceurs
 2 souffleries silencieuses associées à une chambre anéchoïque
– soufflerie anéchoïque du LMFA à l’Ecole Centrale de Lyon
(chambre de 1088 m3 ; vitesses 50 m/s; veine 0.25 m2 ; 350 kW)
– soufflerie anéchoïque CEPRA19 de l’ONERA (Saclay)
(chambre ¼ de sphère de rayon 11 m ; vitesses 130 m/s; veine 12.6 m2 ; 7MW)
A l’étranger
– soufflerie NTF (Noise Test Facility) de Qinetiq (Royaume Uni)
– souffleries de la NASA aux Etats-Unis
Soufflerie anéchoïque CEPRA 19 (ONERA)
Dispositifs anti-turbulence : 1 filtre
nid d ’abeille et 4 grillages
Silencieux d ’admission :
2 rangées de 25 baffles remplis de
laine de roche.
Préserve la chambre anéchoïque
de toute pollution sonore extérieure
Échelle mobile
pour maintenance
Convergent  2 m
(Vmax : 130 m/s)
ou3 m (Vmax : 60
m/s)
Abri du mécanisme
d ’entraînement du
microphone mobile
Revêtement acoustique : 7000 dièdres
en laine de roche ou en mousse
polyuréthane
Microphone mobile : permet de
placer un microphone en
n ’importe quel point de la
chambre anéchoïque
Bâtiment d ’exploitation : atelier, salle
de mesure, bureaux
Collecteur
Diffuseur traité
acoustiquement
Silencieux intermédiaire :
2 rangées de 25 baffles remplis de
laine de roche.
Préserve la chambre anéchoïque
du bruit du ventilateur
Ventilateur centrifuge double
admission.
Drotor : 3,80 m
nmax = 680 t/mn,
débit max = 500 kg/s
Carneau
d ’échappement
ventilateur
Chambre anéchoïque :
sphère coupée par une base et
une paroi verticale
Rinterne = 11 m au béton
axe jet à 3.85 m de la base et à
3,80 m de la paroi.
Maquette
NOTA : L ’installation d ’essai de maquette de
tuyère n ’est pas représentée ici
Moteur asynchrone
P : 7 MW,
n : 1492 t/mn
U : 15 kV triphasé
Variateur de vitesse :
coupleur hydraulique
CEPRA19: Performances et techniques de mesure
• Chambre anéchoïque ¼ de sphère Ø=11 m
• Anéchoïque de 200 Hz à 80 kHz
• Veine libre
convergent de 2 m: Vmax=130 m/s (M=0.27)
convergent de 3 m: Vmax= 60 m/s (M=0.18)
• Puissance: 7MWatts
• Mesures acoustiques
25 microphones ¼” en champ lointain
localisation par antennerie
• Mesures aérodynamiques
sonde à 5 trous
mesures optiques PIV, LDV
Bruit de jet : Silence® WP1.3 BPR6 nozzle
Soufflerie NTF (Noise Test Facility)
(Qinetiq)
Chambre
anéchoïque de
24x14x14 m
Veine jusqu’à Ø
2.5m
Souffleries du Centre Acoustique du LMFA à l’ECL
2 souffleries silencieuses associées à la chambre anéchoïque
(10 x 8 x 8 m3)
subsonique (0 - 160 m/s, 15 kg/s, 350 kW)
supersonique (M < 1.7 , 1 kg/s, 450 kW)
Exemples d’applications
Soufflerie semi-anéchoïque S2A pour l’automobile
à St Cyr-l’Ecole (Renault – PSA – CNAM)
Techniques de mesures
• ACOUSTIQUE: microphones et antennerie
• AERODYNAMIQUE:
Fils chauds, sondes, pitots, micros pariétaux,
2 techniques complémentaires non intrusives:
 PIV (Particle Image Velocimetry)
(champs instantané et moyen dans un plan)
 LDV (Laser Doppler Velocimetry)
(caractérisques instationnaires de la turbulence du sillage en un point)
Essai profil 2D : projet de montage d’essai (vue de dessus)
Table d’instrumentation :
- course X : 4160 mm
- course Y : 1600 mm
- course Z : 1100 mm
- charge utile : 450 kg
(Contrôle-commande à rénover)
Équipements et
investissements
spécifiques au
projet
Poutre support pour
équipement PIV
(équipement à créer)
Plateau table X-Z
(position extrême amont)
Convergent 3 m
VENT
2000
Cône potentiel
Corps de reprise profil
(équipement à créer)
Course Y : 2000
Zone de mélange
Profil NACA 0012
C = 500 mm
2b = 1800 mm
Course X : 2000
Essai profil 2D : projet de montage d’essai (vue de droite sens pilote)
Corps de reprise profil
(équipement à créer)
Équipements et
investissements
spécifiques au
projet
Convergent  3 m
Profil NACA 0012
C=500 mm
2b = 1800 mm
2000
laser
VENT
3850
Support AMCI
- course X : 2000 mm
- course Y : 2000 mm
720
Camera
PIV
Poutre support pour
équipement PIV
(équipement à créer)
Table d’instrumentation :
- course X : 4160 mm
- course Y : 1600 mm
- course Z : 1100 mm
- charge utile : 450 kg
(Contrôle-commande à rénover)
Dièdres en mousse polyuréthane
Plateau table X-Z
Table X- Z 4610 x 2400 capacité : 5000 kg
200
Essai profil 2D : projet de montage d’essai (vue de l ’aval)
Corps de reprise profil
(équipement à créer)
Poutre support pour
équipement PIV
(équipement à créer)
Zone de mélange
au droit du profil
Profil NACA 0012
corde : 500
envergure : 1800
Cône potentiel au
droit du profil
laser
Équipements et
investissements
spécifiques au
projet
1000
Chariot Z
Table d’instrumentation :
- course X : 4160 mm
- course Y : 1600 mm
- course Z : 1100 mm
- charge utile : 450 kg
(Contrôle-commande à rénover)
Camera PIV
Chariot Y
Chariot X
Plateau table X-Z
On a ici représenté une
configuration PIV 2 fois deux
composantes.
Camera PIV
Développement de mesures optiques pour CEPRA 19
Vélocimétrie laser LDV
Vélocimétrie par image de particules PIV
http://www.onera.fr/cours/mesures-aerodynamique/14-velocimetrie-laser-franges.html
Développement de mesures optiques pour CEPRA 19
Programme de recherche « Bruit Aérodynamique Avion »
ONERA - ENSAM
Développement métrologique
Matériels LDV
Matériels
PIV
Ensemencement
Ensemencement
LDV
PIV
Simulation numérique
ENSAM/SINUMEF
&
Simulation (code sAbrinA)
ONERA
Calibration systèmes de mesures
Campagnes de mesures
Industrielles
Campagnes de mesures NACA0012
Essais bruit de jet
Analyse des données et confrontation expérience/simulation
Essais bruit de profil
hypersustenté
Essais bruit de configurations
aile/moteur
Essais bruit de train
d’atterrissage
Prévision du bruit aérodynamique des avions
Banc de mesures optiques LDV pour CEPRA 19
Chambre anéchoïque – vue de l’aval –
Aéroacoustique sur bruit de profil
Vélocimètre ONERA/DAFE
- 2 composantes
- domaine d ’exploration XYZ :
600 x 600 x 600 mm
Vélocimètre ONERA/DAFE
Profil
Convergent
CEPRA 19
- partie émission -
1000
1000
Deux bâtis support pour
vélocimètre. Motorisation X
pour prépositionnement sur
2800 mm
(équipement à créer)
- partie réception -