INTERACTION SON-ÉCOULEMENT
Résumé
We study the interaction between a sound wave and a mean flow. For this, we
have developed two complementaries analysis tools: a formal one based on a partial
wave developement of the sound wave, and a direct numerical simulation with
unreflected boundary conditions for compressible, isothermal and non dissipative
flows.
Thus, we can quantify the far-field and the Born approximations, generally used
in calculations of the sound-flow interaction. Then, we analyse both
the scattering behavior beyond the Born approximation for a zero circulation
flow and the relevant roll of refraction by the mean flow in the scattering
process. We also discuss in which cases vorticity acts as the principal source
of scattering. Finally, we show how the developed tools allow the analysis of
experimental situations dealing with the scattering by turbulent flows.
have developed two complementaries analysis tools: a formal one based on a partial
wave developement of the sound wave, and a direct numerical simulation with
unreflected boundary conditions for compressible, isothermal and non dissipative
flows.
Thus, we can quantify the far-field and the Born approximations, generally used
in calculations of the sound-flow interaction. Then, we analyse both
the scattering behavior beyond the Born approximation for a zero circulation
flow and the relevant roll of refraction by the mean flow in the scattering
process. We also discuss in which cases vorticity acts as the principal source
of scattering. Finally, we show how the developed tools allow the analysis of
experimental situations dealing with the scattering by turbulent flows.
Nous etudions l'interaction entre une onde sonore et un
ecoulement. Nous avons developpe pour cela
deux outils d'analyse complementaires: une methode analytique basee
sur le developpement en ondes partielles de l'onde sonore, et une simulation
numerique directe avec conditions aux limites ouvertes d'ecoulements
compressibles, isothermes et non dissipatifs.
Nous sommes ainsi en mesure de quantifier les approximations de champ lointain
et de Born, usuellement employees dans la modelisation de l'interaction
son-ecoulement. Nous presentons ensuite les ecarts a l'approximation
de Born pour un ecoulement a circulation nulle et l'importance de la
refraction du son par l'ecoulement dans le processus de diffusion. Nous
discuterons egalement dans quelle mesure la vorticite de l'ecoulement est
la source de diffusion predominante. Enfin, nous montrons que les outils developpes permettent l'analyse de situations experimentales de diffusion de son par des
ecoulements turbulents.
ecoulement. Nous avons developpe pour cela
deux outils d'analyse complementaires: une methode analytique basee
sur le developpement en ondes partielles de l'onde sonore, et une simulation
numerique directe avec conditions aux limites ouvertes d'ecoulements
compressibles, isothermes et non dissipatifs.
Nous sommes ainsi en mesure de quantifier les approximations de champ lointain
et de Born, usuellement employees dans la modelisation de l'interaction
son-ecoulement. Nous presentons ensuite les ecarts a l'approximation
de Born pour un ecoulement a circulation nulle et l'importance de la
refraction du son par l'ecoulement dans le processus de diffusion. Nous
discuterons egalement dans quelle mesure la vorticite de l'ecoulement est
la source de diffusion predominante. Enfin, nous montrons que les outils developpes permettent l'analyse de situations experimentales de diffusion de son par des
ecoulements turbulents.