In-duct flow computation and acoustic propagation using the admittance multimodal formulation - Le Mans Université Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Journal of the Acoustical Society of America Année : 2024

In-duct flow computation and acoustic propagation using the admittance multimodal formulation

Calcul de l'écoulement et de la propagation acoustique en conduit en utilisant la méthode multimodale

Résumé

A multimodal method for computing the potential base flow and propagating acoustic perturbations inside axisymmetric ducts is presented. Instead of using the standard modal basis, a polynomial basis is used in the radial direction to reduce the computational cost of the method, but this introduces non-physical high-order modes. The impact of these modes on the stability of the calculation is examined, and for the acoustic computation, a modification of the axial integration is proposed to improve the conditioning of the matrices involved. The flow computation is achieved by applying the method (initially devoted to acoustics) at a zero frequency without convective effects, by modifying the definition of the admittance at the exit of the duct, and by performing an induction process on the density. The method is validated against a finite element method for ducts with hard walls or lined walls. The results show that the proposed multimodal method is very efficient in computing the mean flow and propagating the sound disturbances inside axisymmetric ducts.
Une méthode multimodale pour calculer l'écoulement porteur potentiel et propager des perturbations acoustiques à l'intérieur de conduits axisymétriques est présentée. Au lieu d'utiliser la base modale standard, une base polynomiale est utilisée dans la direction radiale pour réduire le coût de calcul de la méthode, mais cela introduit des modes d'ordre élevé non physiques. L'impact de ces modes sur la stabilité du calcul est étudié, et pour le calcul acoustique, une modification de l'intégration axiale est proposée pour améliorer le conditionnement des matrices impliquées. Le calcul de l'écoulement porteur est réalisé en appliquant la méthode (initialement dédiée à l'acoustique) à une fréquence nulle sans effets convectifs, en modifiant la définition de l'admittance à la sortie du conduit, et en effectuant un processus d'induction sur la densité. La méthode est validée par rapport à une méthode des éléments finis pour les conduits avec ou sans impédance en paroi. Les résultats montrent que la méthode multimodale proposée est très efficace pour calculer l'écoulement moyen et propager les perturbations sonores à l'intérieur de conduits axisymétriques.
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Dates et versions

hal-04606595 , version 1 (10-06-2024)

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Citer

Bruno Mangin, Gwenael Gabard, Majd Daroukh. In-duct flow computation and acoustic propagation using the admittance multimodal formulation. Journal of the Acoustical Society of America, 2024, 155 (5), pp.3461-3474. ⟨10.1121/10.0026091⟩. ⟨hal-04606595⟩
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