Simulazioni aero acustiche : propagazione del suono da una sorgente sonora aerodinamica

The main aim of work of thesis is to identify through a numeric procedure the generation of sound from a body immersed in a turbulent boundary layer for low Mach numbers. The flow on the solid surface creates aeroacoustic sources, which we are interested to characterize in spatial distribution in the frequency domain and in the acoustic propagation in the far field. Knowledge of this kind of phenomena is essential in handling and controlling noise in the transportation field. The calculation of aeroacoustic sources and the propagation of sound has been developed through the hybrid approach to computational aeroacoustics. First it has been used a LES in OpenFOAM to simulate the fluid dynamic field. Then the results form LES have been mapped onto acoustic meshes which have been used in two different software: Matlab, for which has been written an in-house code, and Actran which use the acoustic analogies of Lighthill and Möhring. The two techniques of acoustic calculation have granted comparable results with each other, but they partly deviate from literature, which does not give a unique overview of the studied problem. In this study Actran has demonstrated to be more precise and efficient, mostly in locating the acoustic sources.

Questo lavoro di tesi si pone come obiettivo principale quello di identificare attraverso una procedura numerica la generazione del suono da parte di un corpo immerso in uno strato limite per bassi numeri di Mach. Il flusso incidente la superficie solida genera delle sorgenti aeroacustiche di cui si è interessati a conoscere la distribuzione spaziale nel dominio delle frequenze e la propagazione acustica nel far field. La conoscenza di questi fenomeni è utile al controllo del rumore in ambito veicolistico. Il calcolo delle sorgenti aeroacustiche e della propagazione del suono è stato svolto secondo l’approccio ibrido all’aeroacustica computazionale. In primo luogo si è utilizzata una LES in OpenFOAM per simulare il campo fluidodinamico. Dopodiché i risultati della LES sono stati mappati su griglie acustiche che sono state utilizzate in due diversi software: Matlab, per il quale è stato scritto un codice apposito, e Actran che implementa le analogie acustiche di Lighthill e Möhring. Le due tecniche di simulazione acustica hanno dato risultati confrontabili tra loro, ma si discostano in parte dalla letteratura, che peraltro non fornisce una descrizione univoca del problema considerato. In questo studio Actran si è dimostrato più preciso ed efficiente soprattutto nella localizzazione delle sorgenti acustiche.