C.Valor
Commission de Validation des Progiciels de calcul vibroacoustique
Novembre 1996
Introduction du document publiant les résultats des calculs effectués par les
membres de la commission -Il est envisagé de publier ces résultats sur le web
Pour information s'adresser à trompette@inrs.fr
ou à la SFM fabri@club-internet.fr
HistoriqueIl existe aujourd’hui de nombreux codes de calcul vibroacoustique plus ou moins élaborés. Ces codes reposent sur des modèles souvent différents dont il est parfois difficile de connaître les hypothèses et les limites de validité.
Devant ce constat, il a été créé en 1992, un Groupe de Réflexion commun à la SFM et à la SFA réunissant des experts français et étrangers en calcul vibroacoustique. Ce groupe se nomme la Commission de Validation des Progiciels Vibroacoustiques et se présente sous le pseudonyme C. VALOR lors de conférences ou de publications.
Plus de quarante scientifiques issus d’entreprises privées, de laboratoires de recherche ou d’universités participent à la commission qui se réunit quatre fois par an.
Le groupe de travail s’est donné pour mission de définir et mettre en place les moyens permettant de valider les progiciels de calcul : en les confrontant à des problèmes dont les solutions théoriques sont connues, en comparant entre eux les résultats issus de différents modèles mathématiques et en les comparant à des résultats expérimentaux établis sur des structures simples.
Les méthodes analytiques, les méthodes numériques et les méthodes statistiques énergétiques ont été utilisées pour les calculs ce qui a permis d’obtenir des résultats sur tout le domaine audible (20 Hz-20 kHz).
Après 2 ans de travail de fond et 2 ans de discussions actives, il a été décidé de publier un premier rapport de synthèse concernant le rayonnement acoustique de plaques (dans l’air). Aujourd’hui, d’autres cas tests comme des boites ou le cas des transparences de parois sont à l’étude.
Choix des cas tests
La commission a volontairement défini des cas tests de calcul et expérimentaux académiques. Les raisons d’un choix de cas simples et précis sont :
- la complexité de la structure étudiée doit être telle qu’il est possible de comprendre l’intégralité de son comportement vibratoire,
- le cas académique permet l’utilisation partielle ou totale des méthodes analytiques qui donnent des résultats « sûrs »,
- le cas académique est le plus petit dénominateur commun à l’ensemble des problèmes industriels,
- même si les calculs vibroacoustiques peuvent être longs, c’est la saisie des données de modélisation qui est d’autant plus onéreuse que le cas est complexe.
Parmi une dizaine de cas tests définis, seuls les 4 cas de calculs les plus intéressants et 1 cas expérimental ont été traités. Ils sont décrits en détail (pages 18, 35, 66, 84, 106) et des connaissances de base en vibroacoustique sont suffisantes pour les exécuter sur d’autres logiciels.
Choix des représentations graphiques
En fonction de la méthode utilisée, les calculs nous donnent diverses grandeurs d’ordres cinématique ou énergétique, local ou global...
Afin de pouvoir satisfaire un maximum d’utilisateur, des grandeurs énergétiques moyennées dans l’espace ont été calculées. Toutes ces grandeurs sont définies dans le chapitre 1.
Dans un souci de clarté, les représentations graphiques sont toujours composées d’une échelle fréquentielle en abscisse et du logarithme de la valeur du paramètre physique en ordonnée. Ces représentations graphiques sont définies dans le chapitre 2.
Méthodologie de travail
Des travaux très importants ont été menés par une dizaine de participants pour traiter les cas tests adaptés à leurs moyens de calculs ou pour réaliser des expérimentations.
Une analyse comparative des résultats a été marquée par une grande richesse des débats. Certains calculs ont été repris plusieurs fois afin d’obtenir une meilleure convergence des résultats. Ceux-ci ont permis aux partenaires de mieux étalonner leurs logiciels et au groupe de travail de mieux cerner les domaines d’application des différentes méthodes.
Chaque résultat est référencé par rapport à un document rédigé par le participant et indiquant la (ou les) méthodes utilisées sans la (ou les) décrire en détail (références page 114). En effet, ce rapport n’a pas pour objet de discuter sur les différents types de méthode. Pour chaque cas test, un rapport de synthèse reprend les résultats des organismes. Celui-ci a servi de base pour retenir les résultats présentés de façon anonyme dans ce rapport final. La commission en a déduit 2 courbes « enveloppes ». Celles-ci ont été tracées à partir des valeurs maximum et minimum des résultats retenus.
Aussi, pour chaque cas, on pourra trouver la description des cas tests et la représentation graphique :
- des courbes retenues,
- des courbes « enveloppes »,
- d’une courbe type permettant une étude précise des phénomènes physiques en présence.
Enfin, la commission remercie les participants qui ont effectué les travaux sur leurs fonds propres et la DGA/DRET qui a réalisé la synthèse des informations et la rédaction du rapport.