Modélisation CFD du phénomène acoustique de pompage d'air dans un contact pneumatique / chaussée

= CFD modelling of the acoustic phenomenon of air pumping in a tyre/road contact

• Auteur / Autrice : Frédéric Conte
• Direction : Jean-Louis Guyader, Philippe Jean
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LVA - Laboratoire Vibrations Acoustique (Lyon, INSA)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Automobiles

Vibrations

Acoustique

Résumé

Dans le cadre de la réduction des nuisances sonores, il est important de mieux comprendre et modéliser le bruit de roulement des pneumatiques qui représente aujourd’hui la principale source du bruit de trafic routier. Le phénomène de pompage d’air est une source importante du bruit de contact pneumatique/chausse��e. Dans ce contexte, une nouvelle modélisation de ce phénomène s’appuyant sur la mécanique des fluides numérique est proposée. La démarche consiste à étudier différentes configurations de complexité croissante afin d’identifier les mécanismes en jeu. Un modèle CFD des phénomènes de compression et de relâchement d’air générés par le passage d’un pneumatique lisse sur une cavité de chaussée est mis en place. La comparaison des résultats de calculs à des mesures issues de la littérature permet de valider l’approche sur le plan qualitatif. Les simulations 2D effectuées pour une cavité isolée ou des séries de cavités mettent en évidence les mécanismes de compression et de génération des ondes de pression, ainsi que l’influence des paramètres géométriques de la chaussée et du pneumatique. Le modèle de pompage d’air est appliqué à des profils de texture de chaussées réelles. Le calcul de la propagation acoustique, réalisé à l’aide de la méthode des éléments finis de frontière, permet de comparer qualitativement les contributions du bruit de pompage d’air et du bruit de vibrations, pour deux types de chaussée. Ce travail montre notamment la pertinence d’utiliser la mécanique des fluides numérique pour étudier le pompage d’air, et apporte de nouveaux éléments sur ce phénomène

Within the framework of noise reduction, it is important to better understand and model tyres rolling noise which is now the main source of traffic noise. Air pumping is a major source of tyre / road contact noise. In this context, a new model of this phenomenon based on computational fluid dynamics is introduced. The approach consists in studying different configurations with an increasing complexity to identify the mechanisms involved. A CFD model of air compression and release phenomene caused by the rolling of a smooth tyre over a road cavity is implemented. The comparison of computations results and measurements from the literature has validated the approach qualitatively. 2D simulations carried out for a single cavity or series of cavities highlight the mechanisms of compression and noise generation, and the influence of geometrie parameters of the pavement surface and the tyre. The air pumping model is applied to real road texture profiles. The calculation of acoustic propagation, achieved using the boundary element method, permits a qualitative comparison of the contributions of air pumping noise and vibration noise, for two types of road surface. This work shows the relevance of using computational fluid dynamics to study air pumping, and gives further insights about this phenomenon