Analyse et modélisation aéroacoustique de l'écoulement dans un concept rotor-stator caréné

Les industries aéronautiques développent de nouveaux produits pour proposer des véhicules légers de transports urbains et mieux répondre aux inquiétudes des communautés urbaines en termes de bruit et de pollution. Ainsi de plus en plus de concepts de motorisation développent des propulseurs électriques qui visent à produire une poussée importante nécessaire au décollage vertical. Les concepts font souvent apparaître des assemblages rotor et stator en conduit court avec un faible nombre d'aubages et un moyeu de faible diamètre. S'il est possible de s'appuyer sur différents outils de conception de machines carénées pour développer des systèmes efficaces, il existe peu d'outils fiables pour l'évaluation du bruit aérodynamique de ce type de machines tournantes. Le Groupe de Recherche Expérimentale et Numérique en Turbomachine à l'ETS (GRENTE), dirigée par la Pre Marlène SANJOSÉ, s'intéresse à cette problématique en développant des méthodes analytiques de calcul de bruit et en s'appuyant sur l'étude détaillée de l'écoulement aérodynamique dans les machines grâce à la simulation numérique.

L'objectif principal de cette thèse est d'évaluer les mécanismes de bruit en oeuvre dans la configuration EDAT nouvellement développé par le partenaire Bell Textron Canada Limited. La méthodologie s'appuiera essentiellement sur des simulations aérodynamiques afin d'identifier les caractéristiques de l'écoulement ayant un rôle dans les émissions de bruit. Les mécanismes de bruit attendus sont liés à l'interaction des pales du rotor avec l'écoulement turbulent inhomogène et aux interactions entre le tourbillon de bout de pale ou le sillage des pales avec les aubes de stator. L'étude s'appuiera sur des simulations numériques avancées capables de résoudre les détails de l'écoulement turbulent et la propagation du bruit en champ proche. Des modèles de sources de bruit et des méthodes de propagation analytiques réduites tenant compte de l'effet de blindage du conduit seront développé dans le cadre de cette thèse.