Développement d'une méthode de réduction pour la vibroacoustique MF et comparaison avec une approche SEA sur une plaque excitée par la couche limite turbulente
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
A numerical method which reduces the cost of a vibroacoutic analysis within Medium-Frequency (MF) domain is presented. This method is applied to the excitation by turbulent boundary layer on a rectangular planar elastic plate, tested in windtunnel and coupled to a cavity containing air. This method of reduction is applied to dynamical systems which are modeled by Finite Element method and excited by vector-valued stationary random processes of finite dimension or by random fields, spatially continous and stationary in time, of infinite dimension; as TBL excitation. The method is associated with a method of MF analysis, developed at ONERA, which is called MF subband method using two time scales and which is perfectly adapted to MF range for complex structures. The method of reduction allows to reduce the size of spectral matrix of discretized excitation process by constructing a real symmetric operator which has dominant eigenvalues within narrow subband. The numerical approach proposed, which associates a method of MF resolution to a method of reduction, is validated by comparisons with SEA method and on vibroacoustic measurements for a plate subjected to TBL excitation generated in a windtunnel. This approach was also applied to MF internal noise prediction within an helicopter cabin for an excitation coming from the main emergent frequencies of the gearbox.
Abstract FR:
On présente le développement d'une méthode numérique permettant de réduire le coût d'une analyse vibroacoustique dans le domaine des Moyennes Fréquences (MF). Cette méthode est appliquée à l'excitation de couche limite turbulente sur une plaque plane rectangulaire élastique, testée en soufflerie et couplée à une cavité remplie d'air. La méthode de réduction porte sur les systèmes dynamiques modélisés par éléments finis et excités par des processus stationnaires à valeurs vectorielles de dimension finie ou des champs stochastiques continus spatialement, de dimension infinie, stationnaires en temps, comme c'est le cas de l'excitation de couche limite turbulente. La méthode est associée à une méthode d'analyse moyenne fréquence développée à l'ONERA, qui s'appelle la méthode MF par sous-bandes à deux échelles de temps et qui est parfaitement adaptée pour traiter les structures complexes dans le domaine MF. La méthode de réduction permet de diminuer la taille de la matrice spectrale du processus d'excitation discrétisé dans chaque sous-bande, grâce à la construction dans la bande étroite d'un opérateur réel symétrique à valeurs propres dominantes. L'approche numérique proposée, associant une méthode de résolution MF et une méthode de réduction, est validée sur des comparaisons avec une approche SEA et avec des résultats de mesures vibroacoustiques réalisées sur une plaque soumise à l'excitation de la couche limite turbulente, établie en soufflerie. Cette approche a été appliquée aussi dans le cadre de la prédiction MF du bruit interne dans une cabine d'hélicoptère pour une excitation provenant des différentes raies d'engrênement de la boîte de vitesses.