Assessment of the absorption performance of sound absorbing materials : use of the Trefftz's method and of a new dual particle velocity-pressure sensor

par Reinhilde Lanoye

Thèse de doctorat en Acoustique

Sous la direction de Gerrit Vermeir, Walter Lauriks et de Franck Sgard.

Soutenue en 2007

à Lyon, INSA en cotutelle avec Katholieke Universiteit Leuven (K.U.Leuven), Belgique .

mots clés

• Acoustique
• Matériaux poreux
• Absorption

Titre traduit

= Evaluation de l'absorption acoustique de matériaux absorbants : utilisation d'une méthode de Trefftz et d'un nouveau capteur mixte de vitesse particulaire et de pression

Résumé

Porous absorbing materials are applied in various fields of sound and noise control. The presented work wants to deliver a numerical simulation tool to predict the acoustical behavior of geometrically complex sound absorbing media under various excitations. To achieve this goal, a deterministic method, which is based on the indirect Trefftz's method and which makes use of solution functions of the governing equations to describe the field variables int he region of interest, is extented to analyze the sound field in and above porous absorbers. The model is experimentally validated and used to analyze the sound field in some real-life configurations. Afterwards, an initial impetus is given towards the further analysis of the absorption performance of various kinds of patchworks under different angles of sound incidence and the study of sound propagation over impedance jumps, with the aid of a model applicable to unbounded problems. Besides the development of the simulation tool, a new dual particle velocity-pressure measurement technique is presented.

Résumé

Les matériaux poreux absorbants constituent une solution avantageuse pour contrôler la qualité du son dans un espace. Le travail présenté propose un outil numérique de simulation en état de prévoir le comportement acoustique des matériaux absorbants géométriquement complexes sous des excitations diverses. Dans ce but, une méthode déterministe est développée pour analyser le champ sonore dans et au-dessus des poreux. La méthode est basée sur la méthode indirecte de Trefftz et se sert de fonctions qui vérifient les équations du problème pour décrire les variables dans la région d'intérêt. Le modèle est expérimentalement validé et employé pour analyser le champ sonore dans quelques configurations réelles. Ensuite, une première impulsion est donnée vers l'analyse du comportement absorbant de matériaux de genres divers à plusieurs angles d'incidence et vers l'étude de la propagation du son proche d'un changement brusque d'impédance, à l'aide d'un modèle applicable aux problèmes infinis. Après le développement de l'outil de simulation, un nouveau capteur mixte de vitesse particulaire et de pression est présenté.