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CDD Doctorant (H/F) : Modélisation du bruit de jet par approche "resolvent"

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : mardi 27 juillet 2021

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Informations générales

Référence : UPR3346-NADMAA-045
Lieu de travail : FUTUROSCOPE
Date de publication : mardi 6 juillet 2021
Nom du responsable scientifique : Peter JORDAN et Lutz LESSHAFFT
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Le CNRS, au sein de l'Institut Pprime, sur le site du Futuroscope, dans la cadre d'un projet de recherche en collaboration le Laboratoire LadHyX et la Direction Générale de l'Aviation Civile, recrute un(e) Doctorant(e) qui réalisera une thèse sur l'étude la modélisation du bruit de jet par une approche "resolvent".
La physique de l'écoulement qui sous-tend la production de sons par des jets turbulents subsoniques reste quelque peu mystérieuse. Bien qu'il soit largement reconnu qu'un rôle clé est joué par la partie organisée de l'écoulement turbulent, les structures cohérentes, également appelées paquets d'ondes (1), il est difficile de construire des modèles quantitativement précis basés sur celles-ci. La difficulté réside dans les interactions d'échelle non linéaires qui déterminent à la fois l'amplitude des structures cohérentes et leur désynchronisation spatio-temporelle, dont on sait qu'elle est importante pour la génération du son (2).
Un cadre de modélisation prometteur pour la dynamique et le son des paquets d'ondes est obtenu en linéarisant les équations de Navier-Stokes sur la moyenne temporelle du champ turbulent et en traitant les interactions non linéaires comme un terme de forçage endogène. Décliné dans l'espace des fréquences et considéré comme un système d'entrée-sortie, le resolvent du système linéarisé peut être utilisé comme base pour la description à rank réduits du problème (3). Les principaux modes singuliers de sortie du résolvent fournissent une bonne description qualitative des paquets d'ondes et de leur champ acoustique. Mais la précision quantitative exige une plus grande finesse dans la description du terme d'interaction non linéaire, qui peut être considéré comme une contrainte de Reynolds généralisée, dépendant de la fréquence.
Les objectifs principaux de la thèse seront d'implémenter des procédures d'identification basées sur l'operateur resolvent, telles qu'élaborées par E. Pickering (4) et E. Martini (5) et F.R. Amaral (6) dans un contexte expérimental afin de déduire la structure du forçage non-linéaire à partir de mesures détaillées de l'écoulement et des champs sonores de jets transsoniques et supersoniques. La dépendance de la structure du forçage par rapport aux conditions de fonctionnement du jet présente un intérêt particulier dans un contexte industriel. L'approche d'identification sera accompagnée de l'exploration de nouvelles stratégies de modélisation pour la contrainte généralisée de Reynolds, fondées, par exemple, sur l'analyse resolvent d'ordre supérieur, l'analyse stochastique resolvents et les approches de projection de Galerkin.

Le(la) candidat(e)s devra être titulaire d'un diplôme de Master et posséder une bonne connaissance en mécanique des fluides, aéroacoustique et théorie de la stabilité linéaire.

References :
[1] Jordan, P. & Colonius, T. (2013) Wave packets and turbulent jet noise. Ann. Rev. Fluid Mech. 45
[2] Cavalieri, A.V.G., Jordan, P., Agarwal, A. & Gervais, Y. (2011) Jittering wavepacket models for subsonic jet noise. Jnl. Sound Vib. 330(18-19)
[3] Cavalieri, A.V.G., Jordan, P. & Lessha t, L. (2019) Wave-packet models for jet dynamics and sound radiation. Applied Mechanics Reviews 71(2)
[4] Pickering, E., Colonius, T., Jordan, P. & Towne, A. (2021) Resolvent-based modelling of turbulent jet noise Jnl. Acou. Soc. Am. (to appear);
arXiv:2103.09421v1)
[5] Martini, E., Cavalieri, A.V.G., Jordan, P. & Lesshaft, L. (2020) Resolvent-based optimal estimation of transitional and turbulent ows
Jnl. Fluid Mech. 900
[6] Amaral, F.R., Cavalieri, A.V.G., Jordan, P. & Towne, A. (2021) Resolvent-based estimation of turbulent channel flow using wall measurements arXiv:2011.06525v2

Contexte de travail

L'UPR 3346 « Institut Pprime » créée au 1er janvier 2010 dépend de l'INSIS au CNRS en tant qu'opérateur ; l'INP est institut secondaire. Une convention spécifique reconnaît les trois établissements, CNRS (tutelle), Université de Poitiers et ISAE-ENSMA (partenaires). Les effectifs sont autour de 600 : 200 EC, 40 chercheurs, 100 ITA/IATOS, 180 doctorants et 40 CDD.
Le travail de recherche sera effectué au sein du département D2-FTC, Fluides, Thermique et Combustion, ce qui correspond à un continuum allant de la mécanique des fluides, inertes, anisothermes, réactifs, aux effets liés à des propriétés physiques complémentaires de la thermique, combustion et détonique.

Contraintes et risques

Des déplacement de courte durée en France et à l'étranger sont à prévoir.

Informations complémentaires

Les candidats devront postuler jusqu'au 25/07/2021 au plus tard.

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