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Spécial “ Acoustics’08 ” - Part II
Acoustique
&
Techniques n° 54-55
Mise en évidence d’instabilités hydrodynamiques au-dessus d’un matériau absorbant acoustique en conduite avec écoulement
Signalons enfin que les 1 000 champs de vitesse sont
mesurés à des instants t
i
complètement aléatoires, c’est-
à-dire qu’aucun verrouillage de phase n’a été effectué
lors de la mesure des champs de vitesse. Il est toutefois
possible de reclasser les 1 000 champs de vitesse
suivant un certain angle de phase
Φ
. En définissant dix
phases
Φ
j
=2j
π
/10, j=1…10, des moyennes de phase
sont effectuées pour le champ de vitesse. Plus de détails
sont disponibles dans la référence [8].
Résultat des mesures acoustiques
Une onde acoustique plane est introduite dans la veine
à l’aide du haut-parleur (figure 3). De chaque côté du
matériau, l’onde acoustique peut être décomposée en
une onde incidente et une onde réfléchie, toutes deux
complexes. Celles-ci sont respectivement notées P
1
+
et
P
1
-
en amont du matériau, et P
2
+
et P
2
-
en aval (voir figure
4). Une mesure à deux microphones de chaque côté du
matériau donne accès à ces quatre grandeurs [9]. On en
déduit le taux de transmission au passage du matériau,
T= P
2
+
/P
1
+
, ainsi que les coefficients de réflexion amont,
R
1
= P
1
-
/P
1
+
, et aval, R
2
= P
2
-
/ P
2
+
. La variation du taux de
transmission avec la fréquence est donnée en figure 6 pour
différents nombres de Mach. En l’absence d’écoulement
(M=0), le taux de transmission vers f=1 kHz (fréquence
de résonance du matériau) tend vers 0.
Ce comportement est attendu et correspond au
fonctionnement visé du matériau, accordé ici pour
supprimer la composante à 1 kHz. Lorsque le nombre
de Mach augmente, une bosse inattendue apparaît
vers 1 kHz, dont l’amplitude croît avec le nombre de
Mach. Au plus haut nombre de Mach, M=0,3, le taux
de transmission atteint 0,9 à f=1,1 kHz. Cette nouvelle
valeur de la fréquence correspond toujours à la résonance
du matériau, sachant que la température du fluide a
augmenté d’une vingtaine de degrés à cette vitesse de
l’écoulement. L’apparition d’une bosse a été observée
précédemment dans les références [4] et [5], avec des
taux de transmission pouvant atteindre 3 [5].
Les mesures des différentes ondes incidentes et réfléchies
donnent aussi accès aux flux d’énergie acoustique entrant
et sortant du matériau [9]. Ceux-ci sont respectivement
donnés par :
et
La dissipation d’énergie acoustique par le matériau
normalisée est alors donnée par :
L’évolution de cette dernière en fonction de la fréquence
est donnée sur la figure 7. On constate un fait surprenant
Fig. 6 : Module du taux de transmission en fonction
de la fréquence.
Variation of the acoustic transmission
with frequency.
Fig. 7: Variation de l’énergie acoustique normalisée dissipée
par le matériau en fonction de la fréquence.
Frequency variation of the acoustic
energy dissipated by the material.
Fig. 8: Variation de la chute de pression (hydrodynamique)
moyenne entre les extrémités du matériau en
fonction de la fréquence. L’onde acoustique
incidente
a un niveau fixé à 130 dB.
Frequency variation of the mean pressure drop across
the liner, with a controlled incident level
of 130 dB.