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Spécial « Congrès Acoustics 2012 »
es problèmes de propagation acoustique en milieu
extérieur sont souvent complexes. En effet, de nombreux
phénomènes physiques, qui peuvent être reliés au milieu
de propagation et aux caractéristiques des frontières du
domaine, sont mis en jeu. Les simulations numériques
s’avèrent ainsi être des outils intéressants pour la modéli-
sation de la propagation acoustique sur site réel. En parti-
culier, les modèles de propagation dans le domaine tempo-
rel font actuellement parties des sujets d’étude majeurs
dans le domaine [1, 2, 3, 4].
Une campagne de mesure a été menée en mai 2010 sur un
site ferroviaire avec l’Agence d’Essais Ferroviaires (AEF).
Une source impulsionnelle a été utilisée et des récepteurs
ont été placés à différentes distances le long d’une ligne
de propagation.
Dans cette étude, les formes d’onde et les niveaux de
pression obtenus expérimentalement sont comparés à
ceux déduits d’un modèle de propagation dans le domaine
temporel.
Dans le modèle de propagation, les équations d’Euler linéa-
risées sont résolues avec des méthodes de différences
finies. Le modèle peut prendre en compte :
- des surfaces impédantes (sous l’hypothèse de la réac-
tion locale),
- des surfaces non-planes,
- des profils moyens de vent et de température.
Une condition limite d’impédance dans le domaine tempo-
rel [5] est appliquée au niveau du sol. Des techniques de
convolution récursive sont employées afin de réduire le
coût numérique.
Modélisation de la propagation acoustique en
milieu extérieur par une approche temporelle :
validation expérimentale sur site
Time-domain simulations of outdoor sound propagation :
experimental validation on a complex site
Didier Dragna, Philippe Blanc-Benon
Laboratoire de Mécanique des Fluides et
d’Acoustique, UMR CNRS 5509
École Centrale de Lyon
36, avenue Guy de Collongue
69134 Écully CEDEX
France
E-mail :
et philippe.blanc-
Franck Poisson
SNCF
Direction de l’Innovation et de la Recherche
40, avenue des terroirs de France
75611 Paris CEDEX 12
France
E-mail :
Résumé
Les simulations numériques de propagation acoustique en milieu extérieur par une
approche temporelle ont démontré leur intérêt pour traiter des situations complexes.
En effet, la plupart des phénomènes physiques jouant un rôle sur la propagation
acoustique peuvent être pris en compte. Ainsi, des études récentes ont montré que
l’impédance de surface des sols ainsi que la topographie peuvent être modélisées
dans le domaine temporel avec un coût numérique peu important. Dans ce travail, les
résultats d’une campagne de mesures réalisée sur le site ferroviaire de la Veuve près
de Reims en mai 2010 sont comparés à ceux obtenus avec un code de résolution des
équations d’Euler linéarisées dans le domaine temporel. La topographie du site ainsi
que les impédances de surface ont été déterminées expérimentalement. Des mesures
météorologiques ont aussi été effectuées. Des tirs de pistolet à blanc sont utilisés afin
d’avoir une source acoustique impulsionnelle. Les différents paramètres sont utilisés
comme données d’entrée du modèle numérique de propagation. Les comparaisons
sont effectuées dans le domaine fréquentiel et dans le domaine temporel.
Abstract
Simulations of outdoor sound propagation using a time-domain approach have proved
to be efficient to deal with complex situations. Indeed, the main effects on acoustic
propagation can be taken into account. In particular, recent works have shown that
impedance of the ground surfaces and topography can be modelled efficiently in time
domain. In this paper, results from an experimental campaign carried out in la Veuve near
Reims in may 2010 are compared to those obtained with a finite-difference time-domain
(FDTD) solver of the linearized Euler equations. During the experiments, the topography
of the site and the different surface impedances have been determined. Meteorological
measurements have also been performed. A blank pistol is used to obtain impulsive
signals. The different parameters are used as input into the FDTD solver. Comparisons are
realized in both the frequency domain and in the time domain.
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