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Effet du sol sur la propagation d'une onde sphérique

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A collection of methods is given which allow the determination of the complex specific impedance of the ground, resulting from attenuation measurements in the propagation path of a sound wave near the surface of an absorbing ground. For this purpose one uses either a sustained signal produced by a harmonic source, or a transitory signal produced by an alarm pistol of 8 mm calibre furnished with an acoustic filter formed by a double absorbing cavity.

The mathematical model which is used is that of a locally reacting ground whose parameters are identified by regression of non-linear application derived from experimentally determined attenuation at grazing incidence. The impedance can then be indirectly determined for each frequency as a result of measurements at many points in space.

If furthermore one assumes a simple relation of the impedance as a function of frequency, then measurements at several frequencies at two points in space are sufficient to determine an acceptable approximation of the impedance.

Finally one sees the reconstruction of the phase of the complex acoustic field resulting from the measurements of attenuation as a function of frequency. The complex impedance can then be determined, point by point, as a function of frequency.

Sommaire

On présente ici un ensemble de méthodes permettant de déterminer l'impédance spécifique complexe d'un sol, à partir de mesures d'atténuation au cours de la propagation d'une onde soncre au voisinage d'un sol absorbant. On utilise à cet effet, soit un signal entretenu produit par une source harmonique, soit un signal transitoire produit par un pistolet d'alarme calibre 8 mm muni d'un filtre acoustique formé d'une double cavité absorbante.

Le modèle mathématique utilisé est celui d'un sol à réaction localisée dont les paramètres sont identifiés par régression non linéaire pratiquée à partir des atténuations expérimentales mesurées sous incidence rasante. L'impédance peut donc être déterminée indirectement pour chaque fréquence à partir de mesures en plusieurs points de l'espace.

Si on suppose de plus un comportement simple de l'impédance en fonction de la fréquence, des mesures en deux points de l'espace à plusieurs fréquences suffisent pour déterminer une approximation acceptable de l'impédance.

On envisage enfin la reconstitution de la phase du champ acoustique complexe à partir de mesures d'atténuation en fonction de la fréquence. L'impédance complexe peut alors être déterminée, point par point, en fonction de la fréquence.

Zusammenfassung

In dieser Arbeit werden Methoden zur Bestimmung der komplexen, spezifischen Impedanz des Bodens aus der Dämpfung einer Schallwelle vorgestellt, die sich in der Nähe eines absorbierenden Bodens ausbreitet. Hierfür wird entweder ein stationäres, von einer harmonischen Quelle erzeugtes Signal benutzt oder ein transientes Signal von einer Schreckschußpistole vom Kaliber 8 mm. Diese ist mit einem akustischen Filter ausgerüstet, der aus einem absorbierenden Doppelhohlraum besteht.

Das benutzte mathematische Modell ist das eines lokal reagierenden Bodens, dessen Parameter durch nichtlineare Regression ermittelt wird, angewandt auf die gemessenen Dämpfungen bei streifendem Einfall. Die Impedanz kann also indirekt für jede Frequenz aus Messungen an mehreren Punkten bestimmt werden.

Nimmt man außerdem eine einfache Frequenzabhängigkeit der Impedanz an, so genügen Messungen an zwei Punkten bei mehreren Frequenzen zur Ermittlung einer annehmbaren Näherung für die Impedanz.

Schließlich wird die Wiedergewinnung der Phase des Schallfeldes aus gemessenen, frequenzabhängigen Dämpfungen ins Auge gefaßt. Die komplexe Impedanz kann dann Punkt für Punkt als Funktion der Frequenz bestimmt werden.
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Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 1983

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  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
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