Contribution to the study of dissipative silencers : effect of structural vibrations, effect of flow
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Abstract EN:
This thesis is a part of the European project FLODAC (FLOw Duct ACoustic) and is dealing with two aspects of dissipative silencers. The expansion chamber is commonly used as a dissipative silencer. Here we propose an approximate model for such a system, in which the radial variations of the pressure and velocity in the air and in the porous lining are described by polynomials. These approximations allow the calculation of the reflexion and transmission coefficients which completely descibe the acoustic properties of the chamber at low frequency. Experimental results show the validity of such an approach. The presence of uniform flow in the air duct is introduced in the model. Agreement with experimental results is satisfying for the transmission coefficients. The study shows that for Mach numbers lower than 0. 15, the effect of flow is already important. In particular, we note that the attenuation is lower in the sense of flow. The second aspect of the work is dealing with the effect of the vibration of the structure of the porous lining on the attenuation of a duet of infinite length. This part is partly using the work of E. Lesquins (SNECMA) and B. Brouard (LAUM). The porous material is described by the classical Biot theory. Several models are proposed. The geometry of the duct can be two-dimensional or circula rand two methods are investigated in order to solve the problem, i. E. Determining the propagation constant for the different modes. Numerical simulations show that under certain circumstances structural vibrations can produce an important low frequency attenuation whereas under other circumstances the latter is lower. A first experimental study shows the validity of this work.
Abstract FR:
Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet européen FLODAC (FLOw Duct ACoustic) et s’intéresse à deux aspects des silencieux dissipatifs. La chambre d’expansion traitée est couramment utilisée pour atténuer des sons en conduit. On propose ici un modèle approché pour un tel système dans lequel les variations radiales de la pression et de la vitesse dans l’air et dans le matériau poreux sont décrites par des polynômes. Ces approximations permettent le calcul des coefficients de transmission et de réflexion qui caractérisent tout à fait les propriétés acoustiques du système à basse fréquence. Des résultats de mesures montrent la validité d’une telle approche. La présence d’un écoulement uniforme dans le conduit d’air est introduite dans le modèle. L’accord de celui-ci avec des résultats expérimentaux est satisfaisant pour les coefficients de transmission. L’étude montre que pour des nombres de Mach inférieurs à 0. 15, l’effet de l’écoulement est déjà important. On note en particulier une diminution du pouvoir atténuant de la chambre dans le sens de l’écoulement. Le second aspect du travail s’intéresse à l’effet des vibrations de la structure du matériau poreux sur l’atténuation d’un conduit traité de longueur infinie. Ces travaux s’appuient en partie sur ceux de E. Lesquins (SNECMA) et de B. Brouard (LAUM). Le matériaux poreux est décrit par la désormais classique théorie de Biot. Différents modèles sont proposés. La géométrie du conduit peut être bidimensionnelle ou circulaire et deux méthodes sont utilisées pour résoudre le problème, i. E. Trouver les constantes de propagation des différents modes. Des simulations numériques montrent que sous certaines conditions les vibrations de structure peuvent provoquer une atténuation importante en basse fréquence. Sous d’autres conditions elles peuvent entraîner une diminution de cette dernière. Une première étude expérimentale montre la validité de ces travaux.