Modèle d’impédance temporel large bande pour les codes d’aéroacoustique numérique : application à la propagation du bruit de choc dans les entrées d’air de nacelle traitées

Le bruit de choc du rotor est aujourd'hui une des principales sources de bruit des moteurs d'avions dans les conditions de décollage et de montée. Le contrôle et la réduction de cette source de bruit sont d'une importance primordiale pour les avionneurs pour se conformer aux réglementations internationales et améliorer le confort des passagers. Des outils de simulation haute fidélité sont nécessaires pour son étude, avec prise en compte de tous les effets géométriques et d'écoulement 3D ainsi que la modélisation des traitements acoustiques incorporés dans les parois de l'entrée d'air de nacelle. Les solveurs Euler et Navier-Stokes proposent des solutions pour calculer la propagation non linéaire des fluctuations de pression de forte amplitude des chocs créés par les rotors dans l'entrée d'air. Cependant, la modélisation des revêtements acoustiques dans ces solveurs reste un défi de l'acoustique numérique moderne, en raison de leur appartenance naturelle au domaine fréquentiel. Le présent travail se concentre sur la validation et l'extension de la condition limite d'impédance dans le domaine temporel (TDIBC) basée sur la Représentation Oscillo-Diffusive (ODR) et son implémentation dans un solveur CFD industriel. L'ODR s'est déjà avéré être un outil mathématique performant pour traduire l'opérateur d'impédance (ou de reflection) dans le domaine temporel.Un développement numérique dans un formalisme Navier-Stokes Characteristic Boundary Condition (NSCBC) a permis l'implémentation de ce modèle temporel dans le solveur Navier-Stokes à volumes finis elsA. Les validations de cette méthodologie sont réalisées par rapport à des données acoustiques issus de la littérature et de mesures expérimentales industrielles. Ils ont tous démontré que la nouvelle TDIBC est correctement implémentée dans le solveur CFD et prouvé son efficacité en termes de temps de calcul et stabilité numérique. Enfin, une application à la propagation et à l'atténuation des ondes de choc créées par les rotors dans une entrée d'air traiteé est proposée.Rotor shock noise is one of the main noise sources of today’s aircraft engines in take-off and climb flight conditions. The control and reduction of this noise source is of paramount importance for aircraft manufacturers for complying international regulations and improve passengers comfort. High fidelity simulation tools are required for its study, with inclusion of all 3D geometric and flow effects as well as the modelling of the acoustic treatments incorporated in the walls of the engine intake. Euler and Navier-Stokes solvers offer solutions to compute the nonlinear propagation of the high amplitude pressure fluctuations of the rotor shocks in the intake. However, modelling acoustic liners in these solvers remains a challenge of current state-of-the-art numerical acoustics, due to their natural belonging to the frequency domain. The present work focuses on the validation and extension of the Time-Domain Impedance Boundary Condition (TDIBC) based on the Oscillo-Diffusive Representation (ODR) and its implementation in an industrial CFD solver. The ODR already proved to be a powerful mathematical tool to translate the impedance (or scattering) operator in the time-domain. A numerical development in a Navier-Stokes Characteristic Boundary Condition (NSCBC) formalism allowed the implementation of this time-domain model in the finite-volume Navier-Stokes solver elsA. Validations of this methodology are carried out against acoustic benchmarks from the literature and industrial experimental measurements. They all demonstrated that the novel TDIBC is correctly implemented in the CFD solver and proved its efficiency in terms of computational time and numerical stability. Finally, an application to the propagation and attenuation of rotor shock waves in an aircraft engine intake is proposed