Les équipes de recherche du Glenn Research Center de la NASA sont impliquées dans le développement de théories et de logiciels permettant de prédire le bruit des moteurs d’avion. Ce logiciel aide les ingénieurs à concevoir et analyser des systèmes de propulsion d’avion nouveaux et améliorés. Des copies de nos logiciels peuvent être demandées dans le catalogue de logiciels de la NASA.
Le développement de codes de prévision du bruit des avions à réaction comporte de multiples facettes. Étant donné que JeNo prédit le bruit des avions à réaction à l’aide de l’analogie acoustique de Lilley et des solutions d’écoulement moyen d’un code Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS), des prédictions acoustiques précises dépendent de prédictions aérodynamiques précises. C’est pourquoi la modélisation des sources acoustiques et la modélisation des turbulences, ainsi que le développement de systèmes de mesure avancés, constituent les principaux domaines de recherche en matière de prévision du bruit des avions à réaction à la NASA Glenn. Les schémas de prévision du bruit de jet basés sur RANS et basés sur l’analogie acoustique de Lilley offrent des réponses relativement rapides par rapport à celles de méthodes alternatives telles que les simulations aux grandes échelles (LES) ou la simulation numérique directe (DNS).
Le code de prédiction du bruit des jets JeNo calcule la densité spectrale sonore en champ lointain produite par des jets axisymétriques à un emplacement d’observateur et dans une plage de fréquences spécifiés par l’utilisateur. Actuellement, JeNo a été validé pour les jets axisymétriques subsoniques et supersoniques faibles, non chauffés. Des copies du code JeNo peuvent être demandées dans le catalogue de logiciels de la NASA.
Le développement du code MGBK a précédé JeNo. Des chercheurs du NASA GRC ont utilisé le MGBK pour prédire les tendances du bruit des avions à réaction pour les tuyères d’échappement complexes des moteurs d’avion. MGBK a été utilisé pour analyser les avantages en matière de réduction du bruit des chevrons – des dentelures sur le bord des tuyères des turboréacteurs – qui sont aujourd’hui un site familier sur de nombreux moteurs d’avions commerciaux. Des copies des codes MGBK peuvent être demandées dans le catalogue de logiciels de la NASA.
Basé sur des modèles simplistes du flux et de la géométrie du ventilateur, le V072 s’est révélé utile dans l’étude du bruit sonore de l’interaction rotor/stator. Lorsque vous devez concevoir un étage de ventilateur à faible bruit, les prévisions du niveau de bruit sonore du V072 peuvent vous aider à faire des choix intelligents pour des paramètres de conception aussi importants que le nombre d’aubes et d’aubes, l’espacement rotor-stator, ainsi que le balayage et l’inclinaison des aubes du stator. Lorsque vous recherchez des estimations rapides du bruit au début du cycle de conception, le V072 peut être votre outil de choix. Des copies de V072 peuvent être demandées dans le catalogue de logiciels de la NASA.
En portant la prévision du bruit d’interaction rotor/stator à un niveau supérieur, TFaNS peut non seulement calculer les niveaux de bruit sonore générés par l’interaction rotor/stator, mais il peut également prendre en compte les effets de couplage acoustique de la rangée de pales, tels que la transmission et la réflexion, et peut propager ces tonalités dans le champ lointain. Comme le V072, TFaNS fonctionne rapidement et peut être utilisé dès les premières étapes de conception pour étudier les tendances. Des copies de TFaNS peuvent être demandées dans le catalogue de logiciels de la NASA
Lorsque des modèles simples sont trop simples, une analyse avec Linflux vous donne la possibilité d’étudier des flux 3D et des géométries de pales réalistes. Comparé au V072 et au TFaNS, Linflux nécessite beaucoup plus de ressources informatiques car il modélise bien davantage la physique impliquée. Linflux prédit le bruit du rotor/stator et, comme tous les logiciels développés par la branche Glenn Acoustics de la NASA, a été rigoureusement validé par rapport à des données expérimentales. Des copies de Linflux peuvent être demandées dans le catalogue de logiciels de la NASA.
En utilisant comme entrée les estimations de l’intensité de la turbulence et de l’échelle de longueur caractéristique, le BFANS peut être utilisé pour calculer le bruit à large bande généré par la turbulence frappant les bords d’attaque des pales du rotor et des aubes du stator. Les calculs avec BFANS, combinés aux données expérimentales provenant de tests effectués dans des installations telles que la soufflerie à basse vitesse de 9′ x 15′ de la NASA Glenn, peuvent être utilisés pour traquer les composants les plus bruyants d’un étage de ventilateur. Des copies de BFANS peuvent être demandées dans le catalogue de logiciels de la NASA.
RSI est un code informatique permettant de calculer le spectre du bruit à large bande produit par l’interaction des turbulences de sillage du rotor du ventilateur avec les aubes directrices de sortie du ventilateur. Le logiciel calcule les spectres de puissance acoustique en amont et en aval du stator mode par mode à chaque fréquence d’intérêt en fonction des informations sur les caractéristiques de turbulence incidente. Les fréquences cibles sont arbitraires et ne doivent pas nécessairement être des harmoniques de la fréquence de passage des pales du ventilateur. Des copies de RSI peuvent être demandées dans le catalogue de logiciels de la NASA.
Le bruit de l’hélice peut être fortement affecté par tout afflux entraînant une charge instable des pales. Le code WOBBLE calcule le bruit sonore associé aux hélices avec un angle d’entrée variable et prédit la directivité axiale et circonférentielle. L’angle d’entrée est spécifié en termes d’angles de lacet, de tangage et de roulis de l’avion. Le modèle acoustique est exact et prend en compte toutes les sources instationnaires telles que l’épaisseur et les effets de chargement des pales. Des copies de WOBBLE peuvent être demandées dans le catalogue de logiciels de la NASA.
De multiples bruits à tonalité pure (alias bruit de « scie circulaire »), créés par les chocs bloqués du rotor présents lorsque la vitesse de pointe des pales du ventilateur est supersonique, peuvent être estimés avec le code MPT. Les codes MPT utilisent également comme entrée les prédictions de débit provenant d’un code de dynamique des fluides computationnelle (CFD). Cet outil peut être utilisé par les ingénieurs pour étudier les effets réels des différences entre pales provoquées lors de la fabrication (variations de fabrication) ou pendant le fonctionnement à chaud (angle de réglage de la pale et variations de détorsion). Des copies du code MPT peuvent être demandées dans le catalogue de logiciels de la NASA.
Développé par Allison Engine Company dans le cadre de contrats avec le Glenn Research Center, ADPAC résout les flux internes/externes étroitement couplés grâce à des turboréacteurs à double flux à conduit court de concept futur. ADPAC est l’un de nos outils CFD flexibles et validés. Les caractéristiques des problèmes pouvant être modélisés avec ADPAC incluent : composants 2D/axisymétriques/3D/mixtes, stables/instables, non visqueux/visqueux, rotatifs/non rotatifs/mixtes, avec saignements, fuites et injection. ADPAC a été développé spécifiquement pour l’analyse aérodynamique des systèmes de propulsion. Des copies du code ADPAC peuvent être demandées dans le catalogue de logiciels de la NASA.
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