Prise en compte d'effets météorologiques dans une méthode d'éléments finis de frontière
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
In environmental acoustics there is today a need for models to predict sound propagation at long ranges. Meteorological effects become then important. This work aimed to develop a model for complex atmospheric sound propagation above uneven absorbing grounds. We have derived a new model : Meteo-BEM, based on one hand on the boundary element method, that allows the assessment of any kind of shape and absorption of the propagation-domain, and on the other hand on recent propagation models in inhomogeneous media. The formulation relies on the layer potentials theory. The Green's function used is based on the normal modes solution for downward refraction, and in the case of upward refraction, on the residue series solution in the shadow zone and on the geometrical model in the illuminated region. In order to illustrate this new approach, the case of a thin rigid screen, on a reflecting and on an absorbing ground, is studied, under various refracting conditions. The model is first compared for validation to numerical and experimental results coming from the literature. Then measurements undertaken in laboratory above curved surfaces are presented. The good agreement between calculated and measured datas for downward refraction shows that meteorological effects can be included in a boundary element method.
Abstract FR:
Dans le cadre de la lutte contre le bruit, il est important aujourd'hui de mieux connaître le comportement du champ de pression acoustique à plus grande distance, en particulier des axes routiers et ferroviaires. Les effets météorologiques sur la propagation deviennent alors non négligeables. Dans ce contexte, un nouveau modèle a été développé : Météo-BEM, s'appuyant sur la méthode des éléments finis de frontière, qui permet la prise en compte de propriétés quelconques de la géométrie et de l'absorption des frontières du domaine de propagation, d'autre part sur des modèles récents de propagation en milieu inhomogène. La formulation adoptée repose sur la théorie des potentiels de couche et recourt à une fonction de Green basée sur la solution des modes normaux pour la réfraction vers le bas, et dans le cas de la réfraction vers le haut sur la solution de la série des résidus en zone d'ombre et le modèle géométrique en région éclairée. Cette nouvelle approche est illustrée sur le cas de l'écran acoustique mince, rigide, sur sol réfléchissant ou absorbant, pour diverses conditions de réfraction. Le modèle est confronté pour validation à des résultats numériques et expérimentaux issus de la littérature, complétés par une campagne de mesures réalisées en milieu contrôlé sur modèle réduit. L'accord obtenu entre les résultats de calcul et la mesure, dans le cas de la réfraction vers le bas, prouve qu'il est possible d'inclure des effets météorologiques dans une formulation aux éléments finis de frontière.