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L’étude présentée dans cette thèse se situe dans le domaine de l’acoustique modale des conduits
avec des parois absorbantes et un écoulement moyen. Nous considérons une source de bruit en
amont avec une fréquence fixe. Avec cela, nous étudions les modes propres acoustiques du conduit
en terme de nombre d’onde qui sont présents.
Avec cette étude, nous contribuons à la meilleure compréhension de la propagation du son
dans ce type de configuration. Parmi les applications, il y a la réduction du bruit des moteurs des
aéronefs.
Une analyse numérique par la méthode pseudospectrale de collocation, sur la base de polynômes
de Chebyshev, a été mise en ouvre pour obtenir le spectre des modes, dans un domaine transversal.
Pour cela, deux programmes ont été utilisés : le programme FiEStA, qui a été développé dans le
cadre de cette thèse, et qui résout les équations d’Euler linéarisées, en considérant un problème à
une ou deux une ou deux dimensions. D’autre part, le programme MAMOUT, a été utilisé pour
résoudre les équations de Navier-Stokes linéarisées, pour étudier plus spécifiquement les effets de
la viscosité.
Avec ces outils, on a constaté les effets de trois paramètres : lorsque le rapport d’aspect
augmente, la densité des modes, en particulier des modes propagatifs, se développe également.
Quand le nombre de Mach de l’écoulement moyen augmente, on observe les effets suivants sur les
valeurs propres : un déplacement vers la partie réelle négative, une amplification de leur valeur
absolue et un déplacement vers les modes d’indice inférieur. Le profil d’écoulement moyen induit
aussi un déplacement dans les valeur propres, pas facilement prévisible. Il modifie également
la forme des fonctions propres ; ce qui est notamment visible pour le mode d’onde plane. Les
changements d’impédance induisent un échange cyclique de valeurs propres entre les valeurs de
parois rigides des modes consécutifs. Avec certaines valeurs d’impédance, les modes acoustiques
de paroi apparaissent. Ils sont caractérisés par la forme exponentielle de leurs fonctions propres.
En plus des modes acoustiques, il existe des modes hydrodynamiques de surface qui se sont
révélés avec quelques valeurs d’impédance et forme et nombre de Mach de l’écoulement moyen. Pour un ensemble de données de référence, ces modes ont été étudiés. L’impédance a été considérée
avec un modèle basé sur des données de la littérature, tout comme le profil d’écoulement moyen.
Un mode hydrodynamique a été trouvé. Avec certaines valeurs de la fréquence, l’ensemble des paramètres donne lieu à une instabilité. En utilisant le critère Briggs Bres pour la stabilité,
l’instabilité a été jugée absolue.
À partir du comportement des modes avec différentes valeurs de l’impédance, et conformément aux résultats publiés, nous avons défini la condition que le spectre doit remplir pour réduire
autant que possible le bruit. C’est cela qu’on appelle l’impédance optimale. Nous avons calculé
cette valeur pour différents fréquences et écoulements moyens.