Time-domain simulation of the acoustic nonlinear response of acoustic liners at high sound pressure level - Archive ouverte HAL
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2022

Time-domain simulation of the acoustic nonlinear response of acoustic liners at high sound pressure level

Résumé

This paper focuses on the numerical modeling of the acoustic response of perforated-plate liners at high sound pressure levels in the time domain. In order to do so, a porous-based description of the perforated plate is used to represent the visco-thermal processes occurring inside the perforated plate. It is done through the use of the equivalent fluid model (EFM) containing two irrational transfer functions described herein by a generic model covering the Johnson Champoux Allard Pride Lafarge model (JCAPL), the JCAL and JCA models. The nonlinear phenomena occurring at high sound pressure levels are taken into account by using the Forchheimer's correction in the time-domain EFM, introducing a quadratic nonlinearity in the equations. The formulation of the nonlinear EFM equations in the time domain leads to an augmented system for which a proof of stability is given. From the nonlinear EFM, an approximate model is built for numerical simulations with a multipole approximation of the transfer functions. Sufficient stability conditions are provided for the nonlinear multipolebased approximate EFM. A numerical scheme using a discontinuous Galerkin method is developed to validate the model against experiments with perforated-plate liners.
Cet article se concentre sur la modélisation numérique de la réponse acoustique des liners à plaque perforée à des niveaux de pression acoustique élevés dans le domaine temporel. Pour ce faire, une description des plaques perforées par un milieu poreux équivalent est utilisée pour représenter les processus visco-thermiques se produisant à l'intérieur de la plaque perforée. Cela se fait par l'utilisation du modèle de fluide équivalent (MFE) contenant deux fonctions de transfert irrationnelles décrites ici par un modèle générique couvrant le modèle Johnson Champoux Allard Pride Lafarge (JCAPL), les modèles JCAL et JCA. Les phénomènes non linéaires se produisant à des niveaux de pression acoustique élevés sont pris en compte en adaptant la correction de Forchheimer dans le MFE décrit en régime temporel, introduisant une non-linéarité quadratique dans les équations. La formulation des équations non linéaires du MFE dans le domaine temporel conduit à un système augmenté pour lequel une preuve de stabilité est donnée. À partir du MFE non linéaire, un modèle approché est construit pour les simulations numériques avec une approximation multipolaire des fonctions de transfert. Des conditions de stabilité suffisantes sont fournies pour le MFE approché non linéaire basé sur une approximation multipolaire. Un schéma numérique utilisant une méthode Galerkin discontinue est développé pour valider le modèle en se comparant à des expériences avec des liners à plaque perforée.
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Dates et versions

hal-03906122 , version 1 (19-12-2022)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03906122 , version 1

Citer

Ilyes Moufid, Rémi Roncen, Denis Matignon, Estelle Piot. Time-domain simulation of the acoustic nonlinear response of acoustic liners at high sound pressure level. 2022. ⟨hal-03906122⟩
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