With the objective of aircraft noise mitigation, we here address the numerical characterization of the aeroacoustics by a simplified nose landing gear (NLG), through the use of advanced simulation and signal processing techniques. To this end, the NLG noise physics is first simulated through an advanced hybrid approach, which relies on Computational Fluid Dynamics (CFD) and Computational AeroAcoustics (CAA) calculations. Compared to more traditional hybrid methods (e.g. those relying on the use of an Acoustic Analogy), and although it is used here with some approximations made (e.g. design of the CFD-CAA interface), the present approach does not rely on restrictive assumptions (e.g. equivalent noise source, homogeneous propagation medium), which allows to incorporate more realism into the prediction. In a second step, the outputs coming from such CFD-CAA hybrid calculations are processed through both traditional and advanced post-processing techniques, thus offering to further investigate the NLG's noise source mechanisms. Among other things, this work highlights how advanced computational methodologies are now mature enough to not only simulate realistic problems of airframe noise emission, but also to investigate their underlying physics. Relativement à la problématique générale de la réduction du bruit aéronautique, nous étudions numériquement l’aéroacoustique caractérisant un train d'atterrissage avant simplifié, ceci par l’emploi de techniques avancées de simulation et de traitement du signal. A cette fin, la physique du bruit de train d’atterrissage est tout d'abord simulé via une approche aéroacoustique hybride innovante, qui repose sur un couplage faible de calculs de mécanique des fluides et d’aéroacoustique numériques (CFD et CAA, respectivement). Par rapport aux méthodes hybrides traditionnelles (telles que celles reposant sur une analogie acoustique), et bien qu'utilisée ici avec sous approximations (e.g. design de l'interface de couplage CFD-CAA), l'approche présente n’inclut pas d’hypothèses restrictives (e.g. source de bruit équivalente, milieu de propagation homogène), ce qui permet d'incorporer plus de réalisme dans la prédiction. Dans un second temps, les données issues de ces calculs CFD-CAA hybrides sont exploitées via des techniques de post-traitement traditionnelles et avancées, permettant ainsi d’étudier plus précisément les mécanismes de génération acoustique caractérisant le train d’atterrissage. Entre autres choses, ce travail démontre comment les techniques avancées de calcul et d’analyse sont désormais suffisamment matures pour non seulement simuler des problèmes réalistes d'émission de bruit de cellule avion, mais également d’investiguer leur physique sous-jacente.
Numerical Characterization of Landing Gear Aeroacoustics using Advanced Simulation and Analysis Techniques
2017
Article (Journal)
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