Construction de la fonction de transfert vibroacoustique pour la prédiction du rayonnement acoustique d'une structure sur site

= The construction of the vibroacoustic transfer function for the prediction of the acoustic radiation from a structure on its site

• Auteur / Autrice : Catherine Marquis-Favre
• Direction : Claude Boisson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LVA - Laboratoire Vibrations Acoustique (Lyon, INSA)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Émission acoustique

Béton -- Vibration

Constructions, Théorie des

Génie civil

Résumé

L'objectif de cette étude est d'élaborer un outil permettant d'accéder au calcul du rayonnement acoustique d'une structure vibrant dans son environnement réel, à partir des seules données de vitesses vibratoires acquises sur sa surface. La difficulté de ce calcul réside dans la connaissance de la fonction de Green analytique jouant le rôle de fonction de transfert vibroacoustique entre la structure et le milieu acoustique environnant. L'approche proposée repose sur la construction numérique de cette fonction à partir d'acquisitions de vitesses vibratoires normales et de pressions acoustiques définissant respectivement le corps vibrant et le champ acoustique rayonné autour de ce dernier. Le modèle mathématique est basé sur une distribution de sources ponctuelles affectées d'une fonction densité, du type simple couche, obtenue à partir des pressions acoustiques mesurées en module et phase autour de la structure rayonnante dans son environnement réel. La fonction densité contient alors la contribution du rayonnement acoustique de la structure et de l'effet du local sur ce dernier. Son obtention nécessite la résolution d'un problème inverse. La fonction de transfert vibroacoustique de la structure in situ est ensuite construite numériquement, à partir de la fonction densité calculée aux points sources de la structure, et des vitesses vibratoires normales mesurées en ces mêmes points. Elle permet alors le calcul du rayonnement de la structure placée dans son environnement réel pour tout nouvel état vibratoire acquis expérimentalement. Un autre intérêt de cette approche est de compléter les données vibratoires acquises sur la surface d'une structure de forme complexe par une information acoustique contenue dans la fonction de transfert construite.

The aim of this study is to provide a tool that will allow the acoustic radiation from an industrial structure in its real environment to be worked out from experimental vibratory data. The difficulty lies in the knowledge of the analytical Green's function acting like a vibroacoustic transfer function between the structure and the surrounding acoustic medium. The proposed approach is founded on the numerical construction of this function from normal vibratory velocities and acoustic pressure measurements which respectively define the vibrating body and the sound field radiated from it. The mathematical model is based on a distribution of point sources with a density function, of single layer potential type, allocated to them. The density function is calculated from acoustic pressure measurements carried out in terms of modulus and phase all around the vibrating structure on its site. This function then contains the acoustic radiation of the structure and the room acoustic contribution. Its calculation consists in resolving an inverse problem. Next, the vibroacoustic transfer function of the structure on its site is numerically built from the determined density function at the structure point sources, and from the normal vibratory velocities measured at the same points. It then enables the acoustic radiation from the structure in its real surroundings to be predicted for any new vibratory state. One more advantage of this approach lies in adding acoustic information contained in the constructed vibroacoustic transfer function to the experimental vibratory data carried out on a complicated shape structure.