130 research outputs found
Improving strategic noise mapping of railway noise in Europe: Refining CNOSSOS-EU calculations using TWINS
No full textThe Environmental Noise Directive (2002/49/EC) requires all European Union Member States to produce strategic noise maps using a common assessment methodology: CNOSSOS-EU. The reliability of CNOSSOS-EU railway noise evaluation is dependent on the input vehicle and track transfer functions. The CNOSSOS-EU default database contains the currently available choices for these transfer functions. However, these available transfer functions are limited and of insufficient quality, resulting in large errors in noise level calculations. An approach is presented, introducing an established analytical railway rolling noise calculation technique (TWINS), to extract more reliable and specific transfer functions. A case study consisting of railway rolling noise mitigation measures is defined and used as the basis for extracting and testing these transfer functions. The extracted transfer functions reduce the average deviation between CNOSSOS-EU and reference calculations using TWINS from 6.1 dB(A) to 0.8 dB(A) in absolute sound power levels, and from 1.2 db(A) to 0.3 dB(A) in estimates of noise reduction potential for the defined mitigation measures. Application of this approach shows potential to improve the quality and depth of the existing CNOSSOS-EU default database. This may lead to more reliable estimations of railway noise in the strategic noise maps and the subsequent assessment of its harmful effects
Pade approximants and the modal connection : Towards increased robustness for fast parametric sweeps
No full textTo increase the robustness of a Pade-based approximation of parametric solutions to finite element problems, an a priori estimate of the poles is proposed. The resulting original approach is shown to allow for a straightforward, efficient, subsequent Pade-based expansion of the solution vector components, overcoming some of the current convergence and robustness limitations. In particular, this enables for the intervals of approximation to be chosen a priori in direct connection with a given choice of Pade approximants. The choice of these approximants, as shown in the present work, is theoretically supported by the Montessus de Ballore theorem, concerning the convergence of a series of approximants with fixed denominator degrees. Key features and originality of the proposed approach are (1) a component-wise expansion which allows to specifically target subsets of the solution field and (2) the a priori, simultaneous choice of the Pade approximants and their associated interval of convergence for an effective and more robust approximation. An academic acoustic case study, a structural-acoustic application, and a larger acoustic problem are presented to demonstrate the potential of the approach proposed.QC 20180103</p
Modélisation de problèmes de vibro-acoustique interne avec traitement poroélastique : approche efficace par la méthode des éléments finis
No full textIn the context of interior noise reduction, the present work aims at proposing Finite Element (FE) solution strategies for interior structural-acoustic applications including 3D modelling of homogeneous and isotropic poroelastic materials, under timeharmonic excitations, and in the low frequency range. A model based on the Biot-Allard theory is used for the poroelastic materials, which is known to be very costly in terms of computational resources. Reduced models offer the possibility to enhance the resolution of such complex problems. However, their applicability to porous materials remained to be demonstrated.First, this thesis presents FE resolutions of poro-elasto-acoustic coupled problems using modal-based approaches both for the acoustic and porous domains. The original modal approach proposed for porous media, together with a dedicated mode selection and truncation procedure, are validated on 1D to 3D applications.In a second part, modal-reduced models are combined with a Padé approximants reconstruction scheme in order to further improve the efficiency.A concluding chapter presents a comparison and a combination of the proposed methods on a 3D academic application, showing promising performances. Conclusions are then drawn to provide indications for future research and tests to be conducted in order to further enhance the methodologies proposed in this thesis.Dans le contexte de lutte contre les nuisances sonores, cette thèse porte sur le développement de méthodes de résolution efficaces par éléments finis, pour des problèmes de vibroacoustique interne avec interfaces dissipatives, dans le domaine des basses fréquences. L’étude se limite à l’utilisation de solutions passives telles que l’intégration de matériaux poreux homogènes et isotropes, modélisés par une approche fondée sur la théorie de Biot-Allard. Ces modèles étant coûteux en terme de résolution, un des objectifs de cette thèse est de proposer une approche modale pour la réduction du problème poroélastique, bien que l’adéquation d’une telle approche avec le comportement dynamique des matériaux poreux soit à démontrer. Dans un premier temps, la résolution de problèmes couplés élasto-poro-acoustiques par sous-structuration dynamique des domaines acoustiques et poreux est établie. L’approche modale originale proposée pour les milieux poroélastiques, ainsi qu’une procédure de sélection des modes significatifs, sont validées sur des exemples 1D à 3D. Une deuxième partie présente une méthode combinant l’utilisation des modèles réduits précédemment établis avec une procédure d’approximation de solution par approximants de Padé. Il est montré qu’une telle combinaison offre la possibilité d’accroître les performances de la résolution (allocation mémoire et ressources en temps de calcul). Un chapitre dédié aux applications permet d’évaluer et comparer les approches sur un problème académique 3D, mettant en valeur leurs performances encourageantes. Afin d’améliorer les méthodes établies dans cette thèse, des perspectives à ces travaux de recherche sont apportées en conclusion
Efficient Finite Element Approach for Structural-Acoustic Applications including 3D modelling of Sound Absorbing Porous Materials
No full textIn the context of interior noise reduction, the present work aims at proposing Finite Element (FE) solution strategies for interior structural-acoustic applications including 3D modelling of homogeneous and isotropic poroelastic materials, under timeharmonic excitations, and in the low frequency range. A model based on the Biot-Allard theory is used for the poroelastic materials, which is known to be very costly in terms of computational resources. Reduced models offer the possibility to enhance the resolution of such complex problems. However, their applicability to porous materials remained to be demonstrated.First, this thesis presents FE resolutions of poro-elasto-acoustic coupled problems using modal-based approaches both for the acoustic and porous domains. The original modal approach proposed for porous media, together with a dedicated mode selection and truncation procedure, are validated on 1D to 3D applications.In a second part, modal-reduced models are combined with a Padé approximants reconstruction scheme in order to further improve the efficiency.A concluding chapter presents a comparison and a combination of the proposed methods on a 3D academic application, showing promising performances. Conclusions are then drawn to provide indications for future research and tests to be conducted in order to further enhance the methodologies proposed in this thesis.Dans le contexte de lutte contre les nuisances sonores, cette thèse porte sur le développement de méthodes de résolution efficaces par éléments finis, pour des problèmes de vibroacoustique interne avec interfaces dissipatives, dans le domaine des basses fréquences. L’étude se limite à l’utilisation de solutions passives telles que l’intégration de matériaux poreux homogènes et isotropes, modélisés par une approche fondée sur la théorie de Biot-Allard. Ces modèles étant coûteux en terme de résolution, un des objectifs de cette thèse est de proposer une approche modale pour la réduction du problème poroélastique, bien que l’adéquation d’une telle approche avec le comportement dynamique des matériaux poreux soit à démontrer.Dans un premier temps, la résolution de problèmes couplés élasto-poro-acoustiques par sous-structuration dynamique des domaines acoustiques et poreux est établie. L’approche modale originale proposée pour les milieux poroélastiques, ainsi qu’une procédure de sélection des modes significatifs, sont validées sur des exemples 1D à 3D.Une deuxième partie présente une méthode combinant l’utilisation des modèles réduits précédemment établis avec une procédure d’approximation de solution par approximants de Padé. Il est montré qu’une telle combinaison offre la possibilité d’accroître les performances de la résolution (allocation mémoire et ressources en temps de calcul).Un chapitre dédié aux applications permet d’évaluer et comparer les approches sur un problème académique 3D, mettant en valeur leurs performances encourageantes. Afin d’améliorer les méthodes établies dans cette thèse, des perspectives à ces travaux de recherche sont apportées en conclusion.QC 20120224FP6 Marie-Curie Smart StructuresFP7 Marie-Curie Mid-Frequenc
Padé Approximants For Multivariate Reduced Order Models
No full textMost engineering applications involving solutions by numerical methods are dependent on several parameters, whose impact on the solution may significantly vary from one to the other. At times, an evaluation of these multivariate solutions may be required at the expense of a prohibitively high computational cost. In the present work, a multivariate finite element approach is proposed, allowing for a fast evaluation of parametric responses. It is based on the construction of a reduced basis spanning a subspace able to capture rough variations of the response. The method consists in an extension of the Well-Conditioned Asymptotic Waveform Evaluation (WCAWE) to multivariate problems, by an appropriate choice of derivative sequences, and a selection of the most relevant basis components. It is validated and demonstrated for its potential on a semi-industrial sized 3D application involving coupled poroelastic and internal acoustic domains.</p
Modélisation de problèmes de vibro-acoustique interne avec traitement poroélastique : approche efficace par la méthode des éléments finis
No full textIn the context of interior noise reduction, the present work aims at proposing Finite Element (FE) solution strategies for interior structural-acoustic applications including 3D modelling of homogeneous and isotropic poroelastic materials, under timeharmonic excitations, and in the low frequency range. A model based on the Biot-Allard theory is used for the poroelastic materials, which is known to be very costly in terms of computational resources. Reduced models offer the possibility to enhance the resolution of such complex problems. However, their applicability to porous materials remained to be demonstrated.First, this thesis presents FE resolutions of poro-elasto-acoustic coupled problems using modal-based approaches both for the acoustic and porous domains. The original modal approach proposed for porous media, together with a dedicated mode selection and truncation procedure, are validated on 1D to 3D applications.In a second part, modal-reduced models are combined with a Padé approximants reconstruction scheme in order to further improve the efficiency.A concluding chapter presents a comparison and a combination of the proposed methods on a 3D academic application, showing promising performances. Conclusions are then drawn to provide indications for future research and tests to be conducted in order to further enhance the methodologies proposed in this thesis.Dans le contexte de lutte contre les nuisances sonores, cette thèse porte sur le développement de méthodes de résolution efficaces par éléments finis, pour des problèmes de vibroacoustique interne avec interfaces dissipatives, dans le domaine des basses fréquences. L’étude se limite à l’utilisation de solutions passives telles que l’intégration de matériaux poreux homogènes et isotropes, modélisés par une approche fondée sur la théorie de Biot-Allard. Ces modèles étant coûteux en terme de résolution, un des objectifs de cette thèse est de proposer une approche modale pour la réduction du problème poroélastique, bien que l’adéquation d’une telle approche avec le comportement dynamique des matériaux poreux soit à démontrer. Dans un premier temps, la résolution de problèmes couplés élasto-poro-acoustiques par sous-structuration dynamique des domaines acoustiques et poreux est établie. L’approche modale originale proposée pour les milieux poroélastiques, ainsi qu’une procédure de sélection des modes significatifs, sont validées sur des exemples 1D à 3D. Une deuxième partie présente une méthode combinant l’utilisation des modèles réduits précédemment établis avec une procédure d’approximation de solution par approximants de Padé. Il est montré qu’une telle combinaison offre la possibilité d’accroître les performances de la résolution (allocation mémoire et ressources en temps de calcul). Un chapitre dédié aux applications permet d’évaluer et comparer les approches sur un problème académique 3D, mettant en valeur leurs performances encourageantes. Afin d’améliorer les méthodes établies dans cette thèse, des perspectives à ces travaux de recherche sont apportées en conclusion
A finite element solution strategy based on Padé approximants for fast multiple frequency sweeps of multivariate problems
No full textAnalyses involving structural-acoustic finite element models including three-dimensional modelling of porous media are, in general, computationally costly. While being the most commonly used predictive tool in the context of noise and vibrations reduction, efficient solution strategies enabling the handling of large-size multiphysics industrial problems are still lacking, particularly in the context where multiple frequency response estimations are required, e.g. for topology optimization, multiple load cases analysis, etc. In this work, an original solution strategy is presented for the solution of multi-frequency structural-acoustic problems including poroelastic damping. Based on the use of Padé approximants, very accurate interpolations of multiple frequency sweeps are performed, allowing for substantial improvements in terms of computational ressources, i.e. time and memory allocation. The method is validated and will be demonstrated for its potential on 3D applications involving coupled elastic, poroelastic and internal acoustic domains.QC 20131121</p
An assessment of two popular Padé-based approaches for fast frequency sweeps of time-harmonic finite element problems
No full textQC 20180507</p
Une interface de programmation visuelle pour la composition de services de visualisation d'information
No full textNational audienceDans cet article, nous nous intéressons à la création et au partage de visualisations d'information. Notre approche est de considérer la visualisation d'information comme le résultat d'un flot de traitement de données, constitué d'un assemblage de services web qui ont vérifié des règles syntaxiques et sémantiques. Afin de faciliter la composition de ces services, et donc de créer des visualisations d'information, nous introduisons mashviz, une interface de programmation visuelle destinée aux concepteurs de visualisations, ainsi qu'aux utilisateurs pour le partage et l'annotation de ces visualisations. Nous discutons les premières visualisations créées et leur partage, puis donnons les prochaines étapes de nos travaux
A finite element solution strategy based on Padé approximants for fast multiple frequency sweeps of coupled elastic, poroelastic, and internal acoustic problems
No full textAnalyses involving structural-acoustic finite element models including three-dimensional modeling of porous media are, in general, computationally costly. While being the most commonly used predictive tool in the context of noise and vibrations reduction, efficient solution strategies enabling the handling of large-size multiphysics industrial problems are still lacking, particularly in the context where multiple frequency response estimations are required, e.g., for topology optimization, multiple load cases analysis, etc. In this work, an original solution strategy is presented for the solution of multi-frequency structural-acoustic problems including poroelastic damping. Based on the use of Padé approximants, very accurate interpolations of multiple frequency sweeps are performed, allowing for substantial improvements in terms of computational resources, i.e., time and memory allocation. The method is validated and demonstrated for its potential on 3D applications involving coupled elastic, poroelastic, and internal acoustic domains.</p
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