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Modelling Sound Generation and Propagation in Fluid Machinery Systems

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Des méthodes pour réduire le bruit généré par les machines à écoulement

Les motos et les réacteurs des avions sont deux exemples connus de machines à écoulement générant du bruit. L'appareillage domestique dispose aussi de machines semblables comme les aspirateurs, les sèche-cheveux et surtout les ventilateurs. Dans l'industrie moderne, les ventilateurs représentent l'une des sources de bruit les plus communes. Le projet en cours a permis de développer un certain nombre d'outils innovants pouvant être utilisés par les industries pour produire des systèmes d'atténuation du bruit plus performants.

Technologies industrielles

Les machines à écoulement comme les ventilateurs, les pompes et les moteurs à combustion interne sont utilisés dans de nombreux domaines de l'industrie moderne. Une partie significative du bruit engendré par ces machines provient de l'écoulement fluide, à savoir dans la plupart des cas, du flux d'air à l'origine du son. Le bruit généré par le flux devient un problème croissant, en particulier celui des ventilateurs. Les machines à écoulement sont reliées à un système de canalisations ou de tuyauteries dans lequel le son peut se propager avant de se diffuser dans le milieu environnant par les ouvertures ou les vibrations des parois. Il en résulte une autre source importante de bruit aérodynamique, à savoir le bruit répercuté dans les canalisations de circulation, lequel limite sérieusement les performances des systèmes de ventilation compacts. Améliorer les performances des systèmes à écoulement en augmentant les vitesses d'écoulement et en réduisant le poids nécessite une prise en considération sérieuse du bruit généré par les flux. Une augmentation de la vitesse du flux amplifie le bruit généré et modifie les propriétés de transmission du son dans les tuyauteries des machines. Malheureusement, le problème de physique lié à la génération et la propagation du son dans les machines à écoulement n'est pas totalement résolu. Jusqu'à présent, la théorie acoustique des machines à écoulement n'a pu fournir de méthodes de prévision suffisamment complètes pour aider les industriels à améliorer la conception acoustique de leurs modèles. Afin d'améliorer les connaissances actuelles sur le bruit issu des machines à écoulement, le projet en cours a permis de développer des méthodes permettant de modéliser une source non linéaire reliée à un système acoustique linéaire de façon à ce que la propagation du son puisse être correctement traitée à l'emplacement des connexions de la machine avec le système de canalisations. D'autres modèles de propagation du son ont été réalisés comme ceux de ventilateurs placés dans des conditions d'amenée non idéales et ceux liés à des restrictions de flux observées par exemple au niveau des orifices et des courbes. Le projet a permis de collecter les résultats des recherches précédemment évoquées qu'il a modélisés dans une "boîte à outils" protégée par des brevets et commercialement exploitable par un accord de licence. Les outils ont déjà été utilisés avec succès par différentes industries, comme Volvo pour la conception d'un moteur à combustion interne, par ABB pour la conception de ventilateurs de jet servant à la ventilation des tunnels routiers et par Philips pour des sèche-cheveux.

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