HAL Id: jpa-00230760
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Submitted on 1 Jan 1990
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PROPAGATION ACOUSTIQUE DANS UNE ATMOSPHÈRE TURBULENTE
A. Petitjean, J. Yvon
To cite this version:
A. Petitjean, J. Yvon. PROPAGATION ACOUSTIQUE DANS UNE ATMOSPHÈRE TURBULENTE. Journal de Physique Colloques, 1990, 51 (C3), pp.C3-251-C3-251.
�10.1051/jphyscol:1990331�. �jpa-00230760�
COLLOQUE DE PHYSIQUE
Colloque C3, supplément au n017, Tome 51, ler septembre 1990
A. PETITJEAN et J.M. YVON
Département Acoustique e t Mécanique V i b r a t o i r e , EDF-DER, 1 , avenue du Général d e G a u l l e , F-92141 Clamart, France
Abstract - The effect of turbulence on sound propagation in the atrnosphere is studied using a direct simulation. A random acoustical index field is generated with a finite number of Fourier modes. Then propagation through this turbulent field i s computed using a parabolic approximation. Numerical results are compared with theoretical results and the experiments of Daigle.
La prévision des niveaux sonores au voisinage des installations industrielles se heurte à la difficulté de prendre en compte la turbulence du milieu. Or celle-ci est responsable de fluctuations du niveau sonore pouvant atteindre 10 dB. Une simulation numérique directe de la propagation d'une onde acoustique à travers une atmosphère turbulente est présentée dans cet article.
Le champ d'indice acoustique est supposé homogène et isotrope, avec un spectre gaussien. La démarche initialement proposée par Kraichnan a déja été mise en œuvre par Juvé et Blanc-Benon. Eile consiste en une décomposition de l'indice acoustique en un nombre fini de modes de Fourier répartis entre les différentes tailles des structures turbulentes. Les réalisations d'un champ d'indice sont ainsi obtenues après tirages aléatoires de l'amplitude, de la fréquence et de la phase de chacun des modes.
Chaque réalisation est alors introduite dans la version 2D du code PAPE. Celui-ci calcule le niveau s o n o r e d a n s u n p l a n vertical p a r l a méthode de i'approximation paraxiale et une discrétisation en différences finies. Un ensemble de réalisations permet de déterminer les moments statistiques de la pression acoustique. Les fluctuations de phase et d'amplitude du niveau sonore sont plus particulièrement intéressantes.
Compte-tenu du nombre de réalisations nécessaires pour obtenir une bonne représentation du champ, une optimisation informatique du code a été réalisé pour traiter des fréquences et des distances de propagation réalistes (lkiiz sur 500m). En particulier les capacités vectorielles d'un CRAY ont été requises pour que le temps CPU nécessaire à l'exécution de 1000 réalisations n'excède pas 30 minutes..
3- RESULTATS
Les calculs permettent de retrouver des résultats théoriques et expérimentaux. Les fluctuations de phase avec la distance et la fréquence sont en bon accord avec les résultats de la littérature. Par ailleurs la croissance puis la saturation à partir d'une certaine distance de la source des fluctuation d'amplitude est également notée. La distance de saturation correspond aux observations de Daigle, de Wenzel et de Blanc-Benon. Ces résultats permettent de retouver l'extinction des interférences entre les ondes directes et réfléchies par le sol.
4- REFERENCES
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Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1990331
