Démarche de prédiction du bruit d'une unité de ventilation automobile par une méthode de synthèse

par Ali Al Mezzawi

Thèse de doctorat en Mécanique avancée

Sous la direction de Jean-Michel Ville.

Soutenue en 2012

à Compiègne .


  • Résumé

    Le confort acoustique interne véhicule représente une demande importante sur le marché automobile. Le contrôle sonore du bruit de l'unité de ventilation est déjà un enjeu essentiel pour les véhicules dotés d’un moteur thermique et sera prépondérant dans le futur pour les motorisations hybrides et électriques. Par conséquent la prédiction du bruit et l'évaluation de sa qualité dans la phase de conception est considérée comme un grand avantage pour les équipementiers automobiles. Dans ce travail, un modèle de prédiction du bruit d'un prototype d'une unité de ventilation automobile, basé sur le prototypage virtuel et sur une approche de synthèse (NST), est proposé Ce modèle est basé sur la décomposition de l'unité de ventilation en éléments caractérisés chacun en tant que source et/ou en tant que voie de transfert. Le comportement acoustique de ces composants a été défini en termes de puissance acoustique pour les sources et de perte par transmission pour les voies de transfert. Cette caractérisation a été effectuée en utilisant des données de mesures et des formules empiriques trouvées dans la littérature : Pour le ventilateur centrifuge, une formule proposée par l’ASHRAE. Pour l'évaporateur des données de mesures effectuées sur le banc d'essai de l'UTC. Pour le volet une formule générique proposée par Nelson et Morfey. Pour toutes les voies de transmission, sauf l'évaporateur, la formule proposée par Munjal. Le calcul a été effectué à l'aide du logiciel EQUIP+. Afin de valider les résultats du modèle, des mesures de puissance acoustique ont été réalisées sur un prototype simplifié de l'unité de ventilation. Ces mesures ont été effectuées sous les mêmes hypothèses que celles utilisées pour le modèle de prédiction. La comparaison des puissances mesurées et prédites a montré que pour toutes les vitesses de ventilateur, l'erreur en terme de niveau global est inférieure à 3 dB lorsque l'angle d'inclinaison du volet est supérieure à 20 ° et atteint 10 dB à 0 ° (obstruction complète du conduit par le volet). Pour améliorer le modèle aéro-acoustique du volet, une étude spécifique basée sur des mesures au banc d'essai de l'UTC a été réalisée. Les résultats ont conduit à proposer un modèle de source du volet qui appliqué au logiciel de prédiction du bruit a permis de réduire l’erreur pour les angles faibles.

  • Titre traduit

    Sound prediction of an automotive ventilation unit using noise synthesis


  • Résumé

    Interior vehicle acoustic comfort represents an essential passenger demand on the car selling market. In addition to engine noise, the sound control of automotive ventilation units is key issue. It will become more critical in the future for hybrid and electric powertrains. Therefore sound prediction and sound quality assessment in the design phase is considered as a great advantage for automotive equipment manufacturers. In this work a model for the sound prediction of an automotive ventilation unit prototype, based on virtual acoustic prototyping and Noise synthesis Technology (NST) approach, is proposed. This model is based on the decomposition of the ventilation unit into its physical components, each characterized as a source and/or as a transfer path. The acoustic behaviour of these components was characterized in terms of acoustic power for the sources and transmission loss for the transfer paths. This characterization was performed using data provided by measurements and empiric formulas found in the acoustic literature: For the centrifugal fan, a formula proposed by the ASHRAE. For the heat exchanger measured data from the UTC's test bench. For the butterfly valve a generic formula proposed by Nelson and Morfey. For all the transmission paths, apart from the heat exchanger, the formula given by Munjal. The prediction of the product sound was then done using the multi-task software tool EQUIP+. In order to validate the model’s results, sound power measurements were performed on the modelled ventilation unit prototype, containing only the investigated components. These measurements were done under the same hypothesis applied to the prediction model. The comparison of the measured and predicted sound powers showed that for all fan speeds, the error in term of global levels is less than 3dB when the butterfly inclination angle is greater than 20° and reached 10 dB at 0°, which is a fully closed angle. To improve the aero-acoustic pattern of the butterfly valve, specific measurements were carried out on the UTC's test bench. The results enabled us to propose a new butterfly valve pattern. This pattern was applied to noise prediction model and the error for small angles was reduced.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (141 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 83 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2012 ALM 2056
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