Thèse - Modélisation LBM du comportement des traitements acoustiques et des pertes de charge F-H
Il y a 3 mois
Job Description
Le développement d'ensembles propulsifs toujours plus performants amène Safran Aircraft Engines à s'intéresser à des architectures en rupture : dans le cadre du programme de développement technologique CFM RISE (Revolutionary Innovation for Sustainable Engines), des architectures comme l'Open Fan ou les turboréacteurs à nacelle courte sont étudiées en partenariat avec GE Aviation, avec comme objectif une réduction de la consommation de carburant et des émissions de CO2 par rapport aux moteurs actuels.
Dans ce cadre motivant et innovant, les émissions sonores sont parmi les paramètres dimensionnant des moteurs : ceux-ci deviennent plus courts mais avec un diamètre plus grand, et la vitesse de rotation de la soufflante est réduite ce qui implique une diminution des fréquences acoustiques caractéristiques du moteur. Ces évolutions impliquent un encombrement et des surfaces dédiées aux traitements acoustiques moindres et une exigence accrue en conception afin d'optimiser les performances acoustiques et de limiter les pertes aérodynamiques induites par les traitements.
Ces contraintes et les enjeux associés font qu'il est nécessaire d'appréhender finement les phénomènes physiques entrant en jeu, afin d'enrichir la compréhension et la modélisation du comportement acoustique et fluide des traitements acoustiques. Des préoccupations similaires existent pour la prochaine génération de propulseurs sans carénage.
Les objectifs de cette thèse de trois ans s'intègrent dans cette thématique d'amélioration des performances acoustiques et d'optimisation du comportement aérodynamique de ces traitements : afin d'améliorer la compréhension des mécanismes d'interaction entre les ondes sonores, l'écoulement turbulent et les traitements acoustiques, le(la) doctorant(e) sera amené à exploiter les outils de simulation modernes dans le but de :
• Démontrer la faisabilité et identifier les bonnes pratiques pour des simulations CFD haute-fidélité d'écoulements turbulents et de champs sonores sur des traitements acoustiques.
• Apporter une compréhension plus détaillée des mécanismes d'absorption acoustique et de pertes aérodynamiques, en analysant les interactions entre les structures turbulentes et les ondes acoustiques dans une couche limite sur un traitement acoustique de type conventionnel et innovant.
• Evaluer la prédictivité de ce type de simulation vis-à-vis de l'absorption acoustique et des pertes de charges aérodynamiques
• Développer des modèles pour l'absorption acoustique des traitements et les pertes aérodynamiques associées, dans le but d'améliorer l'optimisation des traitements acoustiques pour l'aéronautique.
Un objectif secondaire sera d'utiliser les simulations pour mieux comprendre certains phénomènes observés sur les bancs de mesures (par exemple en basses fréquences). Cela permettrait d'orienter les futurs développements de ces bancs de mesure.
Complementary Description
Plus particulièrement, les activités de recherche viseront à
• Réaliser une étude bibliographique, afin de s'approprier les résultats et modélisations existants dans les domaines de la simulation CFD, modélisation des traitements acoustiques perforés, techniques de caractérisation expérimentales
• Réaliser des simulations CFD de haute-fidélité en écoulement turbulent et de champs acoustiques sur des traitements acoustiques perforés
• Valider ces résultats par comparaison avec des données expérimentales avancées disponibles au LAUM (pitot, PIV, LDV, pertes de charge). Si nécessaire, des mesures complémentaires seront réalisées
• Exploiter ces résultats pour analyser finement les mécanismes d'absorption du bruit (effets visco-thermiques et interactions acoustique-hydrodynamique), et affiner la compréhension des pertes aérodynamiques
• Confronter les analyses réalisées aux hypothèses et descriptions utilisées dans les modèles d'impédance acoustique et de pertes aérodynamiques existant, ainsi que proposer et valider des améliorations de ces modèles
Les résultats de ces travaux seront présentés dans des conférences internationales et des journaux scientifiques.
Job Requirements
Vous pouvez justifier de connaissances approfondies en aérodynamique et en CFD. Des connaissances en turbomachines, simulations numériques et aéroacoustiques, ainsi que moyens de mesure expérimentaux et techniques d'analyses (traitement du signal) seront appréciées.
Vous êtes reconnu pour votre motivation, votre rigueur, votre autonomie et vos capacités d'analyses et de synthèses à l'oral et à l'écrit.
Specificity of the job
Ce sujet de recherche fait partie de la Chaire Industrielle ASTRAL financée par le Groupe Safran et l'ANR au LAUM (Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Mans) pour développer de nouveaux traitements acoustiques pour les moteurs d'avion.
Cette thèse CIFRE sera co-encadrée avec le LAUM (Le Mans, France) et le CERFACS (Toulouse, France) ; le(la) candidat(e) sera basé(e) 18 mois au CERFACS, puis 18 mois au LAUM, et des périodes sur le site de Safran Aircraft Engines (Moissy-Cramayel, France) à Villaroche seront à prévoir.
Dans le cadre de la thèse, le(la) doctorant(e) travaillera en collaboration avec des ingénieurs-chercheurs de Safran Aircraft Engines, du LAUM et du CERFACS, et participera à des conférences scientifiques nationales et internationales.
La langue de travail sur tous les sites est le français toutefois des candidatures anglophones avec de bonnes compréhension du français sont les bienvenues.
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