Effets de la topographie sur la propagation des ondes acoustiques dans l'atmosphère : modélisation avec l'équation parabolique et validation sur un site extérieur
Institution:
Ecully, Ecole centrale de LyonDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
In this thesis we develop a method to calculate the propagation of an acoustic wave above a non flat ground. The algorithm is based on the resolution of a wide-angle parabolic equation. An impedance boundary condition can be introduced in the numerical scheme. The mean profiles of temperature and wind velocity are introduced in the propagation model through an effective sound celerity. In our approach the effects of the topography on the acoustic propagation are modelled using rotated systems of coordinates in order to treat the non flat ground as a succession of flat domains. The model is validated with analytical solutions on the following geometrical cases : single ground discontinuity (positive or negative slope) and cylinder (convex or concave) in a homogeneous or inhomogeneous medium. Outdoor simultaneous measurements of the temperature, the wind velocity, the ground impedance and of the acoustic attenuation experimentally validate the propagation model.
Abstract FR:
Dans cette thèse, nous développons une méthode pour le calcul de la propagation d'une onde acoustique au-dessus d'un terrain non plan. L'algorithme de calcul est basé sur la résolution d'une équation parabolique présentant un grand angle de validité. Une condition à la limite d'impédance peut être introduite dans le schéma numérique. Les profils moyens de température et de vitese du vent sont introduits dans le modèle de propagation en définissant une célérité effective du son. Dans notre approche, l'effet de la topographie sur la propagation acoustique est pris en compte en utilisant une transformation du domaine de résolution adaptée à la topographie du terrain. Cette approche numérique est validée par comparaison avec des solutions analytiques. Des mesures en extérieur simultanées de la température, de la vitesse du vent, de l'impédance du sol et de l'atténuation acoustique permettent de valider expérimentalement le modèle de propagation.