Optimisation de la forme d'un silencieux à tube allongé en utilisant des méthodes d'acceptation de seuil, de "simulated annealing" et de FEM.

Résumé

Le bruit d'échappement es moteurs industriels doit répondre aux attentes des clients, aux objectifs législatifs et à la réduction des coûts. Pour satisfaire ces objectifs, cela nécessite une optimisation de ces systèmes d'échappements dans leur phase de conception. L'optimisation de la géométrie des silencieux réactifs à l'aide d'algorithmes numériques est devenue l'une des solutions importantes pour améliorer les performances acoustiques des silencieux compacts utilisés dans un espace limité.
Dans cet article, l’optimisation du bruit acoustique d’un silencieux à chambre d'expansion unique doté d’un tube allongé dans un espace limité est effectuée par la maximisation de la perte de transmission sonore (STL) et cela en utilisant la méthode de la matrice de transfert (TMM) et la méthode des éléments finis (FEM). L’optimisation de la géométrie est réalisée à l'aide de nouveaux algorithmes appelés Threshold Acceptance (TA) et Simulated Annealing (SA), des schémas robustes utilisés pour rechercher l'optimum global en imitant le processus de chauffage du métal, une vérification de la précision du modèle mathématique est effectuée au début, de plus, pour vérifier la fiabilité des méthodes TA et SA, la maximisation de la STL par rapport à un bruit ayant une certaine tonalité est introduite dans ce processus d’optimisation. Les meilleures géométries optimales obtenues par les deux méthodes sont comparées et analysées par la méthode des éléments finis (FEM). La capacité acoustique du silencieux obtenu est alors évaluée en comparant la solution FEM avec la méthode analytique. Les résultats montrent que les meilleures performances acoustiques sont obtenues avec l'algorithme TA et que la perte de transmission acoustique maximal est précisément localisé sur la tonalité souhaitée. Par conséquent, l'approche optimale sur la conception d'un silencieux à chambre d'expansion unique avec tube allongé présentée dans cette étude fournit une méthode rapides et précise pour l'optimisation de la forme géométrique du silencieux acoustiques dans un espace limité.