Recherche et développement d'une méthodologie de recalage pour les problèmes de transmission vibroacoustique

Abstract

La vibroacoustique est une discipline qui permet de décrire l’interaction entre les vibrations mécaniques d’une structure et les ondes acoustiques dans un milieu fluide. Elle régit notamment la transmission sonore à travers une paroi. Le taux d’affaiblissement R d’une paroi permet de quantifier l’importance de la puissance transmise à travers la paroi par rapport à la puissance sonore incidente. Plus le taux est élevé, plus la puissance transmise à travers la paroi est importante.

La société Open Engineering développe un logiciel multi-physique (OOFELIE : :UI) pour résoudre des problèmes de différentes physiques (mécanique, thermique, électrique ...) ainsi que des problèmes couplés (thermomécanique, piézoélectrique ...). Les membres de l’équipe ont réalisé des développements logiciels pour intégrer le calcul du taux R. Cependant, après comparaison avec des données expérimentales pour une paroi de verre feuilleté (Pyrobel 16EG), les membres d’Open Engineering ont observé que les résultats numériques dépendaient fortement des conditions limites mécaniques. Il a alors été décidé de créer un nouvel élément dans OOFELIE : :UI pour mieux représenter les conditions limites mécaniques : un joint représenté par un ressort en rotation et des éléments d’amortissement.

Le but de ce travail de recherche est de déterminer les trois paramètres du joint (à savoir, la raideur, le coefficient d’amortissement visqueux et le coefficient d’amortissement structurale) permettant de recaler la courbe des résultats numériques sur la courbe des données expérimentales

Pour parvenir à réaliser ces objectifs, nous travaillerons avec des algorithmes de Newton (Newton-Raphson et Gauss-Newton). Ces méthodes ont été implémentées dans des scripts exécutés à l’aide d’OOFELIE::CLI, l’interpréteur de lignes de commandes d’OOFELIE. Les résultats physiques ont été obtenus à l’aide d’OOFELIE::UI.

Le taux d’affaiblissement de la paroi des résultats expérimentaux est donné par tiers d’octave mais OOFELIE::UI donne l’indice R en fonction des fréquences demandées. Un problème survient lors du calcul de la moyenne de l’indice R par tiers d’octave. En effet, la courbe de l’évolution de R en fonction de la fréquence présente des pics au niveau des fréquences de résonance. Le nombre de points d’intégration étant limité, les pics de l’évolution de l’indice R ne sont pas bien représentés. Par conséquent, R est mal évalué d’une itération à l’autre et les algorithmes de Newton ne convergent pas.

Une technique a été développée sur un autre problème de transmission pour montrer que les algorithmes convergent si les pics sont bien représentés.