Active control at low frequencies of the diffracted field in semi-anechoic room
Contrôle actif aux basses fréquences du champ diffracté en salle semi-anéchoïque
Résumé
This study is dedicated to the development and experimental validation of an active acoustic anechoic method to reproduce, in an enclosed space, free field conditions, that is without reflections from the walls. The use of an anechoic room is a classical solution but it is not sufficient at low frequencies, in particular, below the cutoff frequency of the room which is directly related to the thickness of the absorbent material on the walls. In order to combine passive and active noise reduction techniques, the goal of this thesis is to control the field scattered by the walls in this
frequency range using active techniques. A specific difficulty with this active control problem concerns the measurement of the diffracted field which is not a directly accessible physical quantity. In this work, a strategy for estimating the diffracted pressure is developed from total pressure
measurements. Active control techniques are then used to drive an array of actuators to minimize the estimated diffracted field. The active anechoic method used here consists in identifying in an precalibration step the mathematical operator which relates the diffracted pressure to the total pressures. This operator is identified by minimizing the difference between exact and estimated diffracted pressure obtained for a set of known sources. At the active control stage, the operator is then used as a filter to be applied on the total pressure measurements. The whole method is tested on numerical simulations and a full-scale experiment conducted in a semi-anechoic room. For this first experiment, the goal is to control the field diffracted by the reflecting wall with 9 secondary sources in the frequency range 40-200 Hz. The sources are situated on the reflecting wall. The diffracted pressure is first estimated from measurements of total pressures obtained with a net of 16 microphones located in a plane parallel to the reflecting wall and/or a set of 8 microphones situated in the volume. Several control strategies are applied and evaluated to
characterize the acoustic radiation of a low frequency source.
Cette étude porte sur le développement et la validation expérimentale d’une méthode d’anéchoïcité acoustique active permettant de reproduire, dans un espace clos, des conditions de champ libre, c’est-à-dire sans réflexions provenant des parois. L’utilisation d’une salle anéchoïque est une solution classique mais elle est insuffisante aux basses fréquences, en particulier, au-dessous de la fréquence de coupure de la salle qui est directement liée à l’épaisseur de matériau absorbant tapissant les parois. Pour combiner techniques de réduction passives et actives, l’objectif de ce travail de thèse consiste à compléter l’atténuation du champ diffracté par les parois dans cette gamme de fréquences à l’aide de techniques actives. Une difficulté spécifique à ce problème de contrôle actif concerne la mesure du champ diffracté qui n’est pas une grandeur physique directement accessible. Dans ces travaux, une stratégie d’estimation de la pression diffractée est élaborée à partir de mesures de pressions totales. Les techniques de contrôle acoustique actif sont ensuite utilisées pour piloter un réseau d’actionneurs afin de minimiser le champ diffracté estimé. La méthode d’anéchoïcité active développée consiste à identifier dans une étape de pré-calibration l’opérateur mathématique permettant de relier la pression diffractée aux pressions totales. Cet opérateur est identifié par minimisation à partir de mesures de pressions obtenues pour un ensemble de sources connues. A l’étape du contrôle actif, l’opérateur est alors utilisé comme un filtre numérique à appliquer aux mesures de pressions totales. L’ensemble de la méthode est testée à l’aide de simulations numériques puis validée expérimentalement
dans le cas d’une salle semi-anéchoïque. Pour cette première expérience à l’échelle 1, l’objectif consiste à contrôler, dans la gamme de fréquences 40-200 Hz, le champ diffracté par la paroi réfléchissante à l’aide de 9 sources secondaires réparties sur la paroi. La pression diffractée est estimée à partir de mesures de pressions totales obtenues à l’aide d’un filet de 16 microphones situé dans un plan parallèle à la paroi réfléchissante et/ou d’un ensemble de 8 microphones situés dans le volume. Plusieurs stratégies de contrôle sont appliquées et évaluées pour caractériser le rayonnement acoustique d’une source basse fréquence.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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