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Théorie de Biot et propriétés acoustiques des matériaux fibreux et des mousses plastiques à forte porosité

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Experimental values of acoustic wave propagation constant and characteristic impedance in fibrous materials, and normal absorption for two plastic foams, have been compared to theoretical predictions obtained with Biot's theory.

The best agreement has been observed for fibrous materials between Biot theory and Delany and Bazley experiments for a nearly zero mass coupling parameter.

For foams the λ/4 structure resonance effect on absorption has been calculated by using four-pole modelling of the medium.

A significant mass coupling parameter is then necessary for obtaining agreement between the behaviour of the measured absorption coefficients and the theoretical predictions.

It is shown how the formalism used for predicting foams absorption coefficients may be used for studying the acoustic behaviour of multi-layered media.

Sommaire

La théorie de Biot a été utilisée pour calculer la constante de propagation et l'impédance caractéristique des ondes sonores dans les matériaux fibreux, ainsi que l'absorption normale pour deux mousses plastiques.

Dans le cas des matériaux fibreux le meilleur accord entre les prédictions de la théorie de Biot et les expériences de Delany et Bazley est obtenu pour un terme de couplage massique proche de zéro.

Dans le cas des mousses, l'effet de la résonance quart d'onde de la structure sur l'absorption a été calculé en modélisant la matériau par un quadridipôle. Un terme de couplage massique important est nécessaire pour reproduire le comportement du coefficient d'absorption mesuré.

On a indiqué enfin comment le formalisme utilisé pour évaluer l'absorption des mousses plastiques permettait de décrire le comportement acoustique de couches superposées de matériaux différents.

Zusammenfassung

Die Biot'sche Theorie wurde zur Berechnung der Ausbreitungskonstante und des Wellenwiderstands von Schall in Faserstoffen und der Normalabsorption von zwei Kunststoffschäumen herangezogen.

Bei Faserstoffen wurde die beste Übereinstimmung zwischen den Vorhersagen der Biot'schen Theorie und den Messungen von Delany und Bazley mit einem Massenkopplungsterm nahe Null gefunden.

Bei den Kunststoffschäumen wurde die Wirkung der Viertelwellenresonanz auf die Absorption dadurch berechnet, daß das Material als ein Quadrupol aufgefaßt wurde. Ein merklicher Massenkopplungsterm ist notwendig, um das Verhalten des gemessenen Absorptionsgrads zu beschreiben.

Schließlich wird angegeben, wie man mit dem zur Berechnung der Absorption von Schaumkunststoffen benutzten Formalismus das akustische Verhalten von übereinandergelegten Schichten aus unterschiedlichen Materialien beschreiben kann.
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Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 1984

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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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