Papers by Romain Boulandet
Journal of Sound and Vibration, Jul 1, 2018
This paper deals with active sound attenuation in lined ducts with flow and its application to du... more This paper deals with active sound attenuation in lined ducts with flow and its application to duct modes damping in aircraft engine nacelles. It presents an active lining concept based on an arrangement of electroacoustic absorbers flush mounted in the duct wall. Such feedback-controlled loudspeaker membranes are used to achieve locally reacting impedances with adjustable resistance and reactance. A broadband impedance model is formulated from the loudspeaker parameters and a design procedure is proposed to achieve specified acoustic resistances and reactances. The performance is studied for multimodal excitation by simulation using the finite element method and the results are compared to measurements made in a flow duct facility. This electroacoustic liner has an attenuation potential comparable to that of a conventional passive liner, but also offers greater flexibility to achieve the target acoustic impedance in the low frequencies. In addition, it is adaptive in real time to track variable engine speeds. It is shown with the liner prototype that the duct modes can be attenuated over a bandwidth of two octaves around the resonance frequency of the loudspeakers.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Apr 11, 2016
In the near future, drone usage in inhabited areas is expected to grow exponentially. The inheren... more In the near future, drone usage in inhabited areas is expected to grow exponentially. The inherent noise generated is one of the concerns for this kind of vehicle. Conventional aeroacoustic wind tunnels can be used to investigate uniform-flow generated noise. Flyers are generally solidly tethered to a sting in these wind tunnels. However, the interaction of complex environmental flows with the drone fans is expected to generate different harmonic content, especially during unsteady maneuvers. Being able to probe the aeroacoustic signature of a free-flying drone in a realistic urban and wind environment is a necessity, in particular for future certification procedures. We have developed a new family of wind tunnels, the “WindShaper” (Noca et al. 2019 Wind and Weather Facility for Testing Free-Flying Drones, AIAA Aviation Forum), able to generate complex unsteady flows reproducing environmental gusts and shear flows. The WindShaper consists of an array of a large number of fans (wind-pixels) that may be arranged in various patterns on demand. It is in some ways a digital wind facility that can be programmed to generate arbitrary winds of variable intensity and direction. Various weather conditions (such as rain, snow, hail, fog etc.) that reflect real world situations can be introduced. Drones are in a free-flight configuration (untethered) as in their natural state. These tests can rate drones according to their capacity in maintaining a proper flight attitude and tackling flight perturbations, especially in an urban environment. A WindShaper was modified in order to allow aeroacoustic measurements around a freeflying drone in a turbulent flow. Particular attention was given to a design that allows the drone aeroacoustic signature to be segregated from the aeroacoustic signature of the multi-fan facility. Details on the results achieved in this new infrastructure will be presented and discussed
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Apr 11, 2022
Social Science Research Network, 2022
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Dec 7, 2020
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Apr 12, 2010
Dans cet article, le processus d'optimisation d'absorbeurs électroacoustiques est étudié par plan... more Dans cet article, le processus d'optimisation d'absorbeurs électroacoustiques est étudié par planication d'expériences. En introduisant de la statistique dès l'amont de la démarche expérimentale, cette méthode permet d'augmenter la abilité des résultats et de faciliter la recherche d'optimum. Appliquée à un absorbeur électroacoustique, c'est-à-dire un système haut-parleur dont l'impédance acoustique peut être ajustée électriquement de manière passive ou active, elle permet d'analyser l'eet de certains paramètres de conception et l'information fournie permet de piloter des réglages pour optimiser l'absorption acoustique. Pour évaluer la contribution des principaux mécanismes dissipatifs impliqués dans l'absorption acoustique, quatre facteurs ou paramètres de conception ont été retenus : la masse de l'équipage mobile, la compliance induite par le volume de l'enceinte close, le taux de remplissage en bre minérale et la charge électrique connectée aux bornes du haut-parleur. An de quantier la sensibilité d'un tel système soumis à diérentes contraintes physiques, un plan d'expériences pour surfaces de réponses a été choisi pour développer un modèle multivariable. Cette étude préliminaire, réalisée par une double approche expérimentale et numérique, illustre les possibilités du processus d'optimisation développé. Le résultat obtenu est une mise en équation du coecient d'absorption en fonction des facteurs permettant de piloter des réglages et de trouver un optimum en fonction de la fréquence.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Apr 12, 2010
De plus en plus souvent, les espaces d'écoute sont amenés à accueillir des spectacles autres que ... more De plus en plus souvent, les espaces d'écoute sont amenés à accueillir des spectacles autres que ceux pour lesquels ils ont été conçus et dimensionnés. C'est le cas d'un auditorium classique devenant le temps d'un festival une salle de concert pour musique ampliée, ou d'une cathédrale se prêtant occasionnellement à des concerts de musique chorale. En pareille situation, l'acousticien n'a d'autres alternatives que d'utiliser des abat-sons ou une assistance électroacoustique pour améliorer le confort d'écoute. En créant des réexions précoces naturelles ou articielles, ces dispositifs permettent de renforcer le son direct et ainsi de satisfaire auditoire et musiciens. Toutefois, si les outils actuels savent très bien estimer les dispersions temporelles de ces réexions, il n'existe pas de méthode globale pour veiller à leur répartition homogène dans la salle. Ce contexte particulier a motivé le développement d'un outil de qualication spatio-temporelle des réexions précoces dans une salle. L'idée générale de l'approche proposée est de combiner l'information temporelle issue de la mesure d'échogrammes spatialement distribués avec un module de localisation angulaire par goniométrie. Ce dernier est basé sur l'analyse des diérences de temps de propagation qui existent au sein d'un arrangement de capteurs de géométrie connue en présence d'une source située en champ lointain. Par extension, on dénit la chrono-goniométrie acoustique comme une méthode de localisation active basée sur l'estimation conjointe des directions et des instants d'arrivée. Après avoir introduit le contexte de l'étude, nous formulerons le problème de localisation dans une salle tout en précisant les hypothèses de travail. Puis, un aperçu réaliste des performances in situ du chrono-goniomètre pour localiser simultanément plusieurs réexions sera présenté.
Journal of Sound and Vibration, Sep 1, 2014
This paper presents a methodology for the design of broadband electroacoustic resonators for low-... more This paper presents a methodology for the design of broadband electroacoustic resonators for low-frequency room equalization. An electroacoustic resonator denotes a loudspeaker used as a membrane resonator, the acoustic impedance of which can be modified through proportional feedback control, to match
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Apr 23, 2012
Acoustic metamaterials constitute a new class of acoustic structures, composed of periodic arrang... more Acoustic metamaterials constitute a new class of acoustic structures, composed of periodic arrangements of engineered unit-cells, that exhibit macroscopic acoustic properties not readily available in nature. These properties can either be a negative mass density or a negative bulk modulus. However, these artificial behaviours derive from the engineered arrangement of the unit-cells, which do not present individual "meta-properties", rather than from their intrinsic nature. It is although possible to achieve intrinsic metamaterial properties out of a single unit-cell, according to active control techniques, such as direct impedance control. This paper intends to highlight the metamaterial nature of such active concepts, justifying some interesting analogies between the latter and the theory of acoustic metamaterials.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Apr 23, 2012
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Apr 23, 2012
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Apr 23, 2012
Acta Acustica United With Acustica, Jul 1, 2016
This paper presents a concept of sensorless electroacoustic absorber for damping the low-frequenc... more This paper presents a concept of sensorless electroacoustic absorber for damping the low-frequency modes in a cavity such as a duct or a room. Taking advantage of the reciprocity of the voice coil transducer, it is shown that a synthetic electrical admittance can be designed so that the loudspeaker diaphragm is matched to a target specific acoustic impedance. This electroacoustic device provides a relatively broadband sound absorption that can be used to dampen room modes regardless of the sound field in which the loudspeaker is located. A digital filter is used to replicate the frequency response of the synthetic load, and a voltage-controlled current source is needed so that the filter is seen as an electrical admittance. Unlike previous attempts to implement the synthetic load using an electrical network, greater flexibility and accuracy can be obtained. Experimental results confirmed the validity of this sensorless electroacoustic absorber (SEA) in a 1D sound field, showing that the dynamic range of the sound pressure level in a duct can be reduced by 15 dB from 50 Hz to 300 Hz compared to a hard surface panel. A discussion on the strengths and limitations of this concept is provided, in particular with a view to employing SEAs for modal equalization in actual listening rooms.
Les objectifs ambitieux de réduction du bruit du transport aérien, spécifiés dans le programme eu... more Les objectifs ambitieux de réduction du bruit du transport aérien, spécifiés dans le programme européen de FlightPath 2050, incitent les constructeurs aéronautiques à développer des technologies innovantes pour limiter les émissions sonores à proximité des aéroports. Les revêtements de paroi conventionnels utilisés pour la réduction du bruit de soufflante dans les nacelles d’avion ont des performances acoustiques fixées par construction, qui limitent leur efficacité sur une plage de fréquence réduite. Il est donc intéressant de considérer comment réaliser une impédance à réaction locale adaptative qui permettrait d’ajuster la capacité d’atténuation acoustique du revêtement, notamment pour les phases d’atterrissage et de décollage. Dans ce contexte, nous présentons un concept de liner basé sur un arrangement d’absorbeurs électroacoustiques (membranes de haut-parleur contrôlées par rétroaction), permettant d’ajuster en paroi des valeurs de résistances et de réactances en fonction de la fréquence. La performance d’un liner électroacoustique prototype est étudiée par simulation FEM dans un guide d’onde pour une excitation multimodale et avec écoulement et les résultats sont comparés aux mesures effectuées dans une installation en soufflerie. La détermination de l’atténuation acoustique optimale pour une fréquence donnée en fonction de l’impédance acoustique spécifique du revêtement, et donc des paramètres de contrôle, est également discutée
Nowadays, customers have legitimate requirements as regards quality that marketing and consumers ... more Nowadays, customers have legitimate requirements as regards quality that marketing and consumers departments attempt to satisfy. The sound is well-known to enhance or detract from our pleasure in possessing or using a product. Sound quality engineering is consequently more and more requested by companies in order to have acoustic guidelines to develop their products in accordance with the end-users expectations. Our research relates to usual commercial products concerned by the keystroke sound (computer keyboards, mice, mobile phone, remote control, etc…). The purpose is on the one hand to define precisely the perceptive aspect of keystroke sound that influences the overall typing comfort, and on the other hand to identify the means of translating the pleasantness in an objective way. In response to these problems, our strategy is to examine both objective and subjective data starting from a variety of keystroke sounds. The presented work proposes an overview of the perceptive study and comments on audio metrics that is helpful for translating the pleasantness of keystroke sound in an objective way.
This paper discusses a time-domain technique for synthesizing acoustic impedance at the diaphragm... more This paper discusses a time-domain technique for synthesizing acoustic impedance at the diaphragm of a loudspeaker using a proportional-plus-derivative output feedback. The dynamics of electroacoustic transducers such as moving-coil loudspeakers can be readily controlled either by direct feedback principle on acoustic quantities, or by plugging a shunt network at the electrical terminals. Any conventional loudspeaker first intended to be a sound transmitter may then become a versatile electroacoustic resonator capable of absorbing (or of reflecting as much) the incident sound energy in a frequency-dependent way by simple electronic controls. Instead of counteracting some unwanted sound by using superposition principle, as is the case for conventional active noise control, such actuator-based strategy aims at monitoring the reaction of a loudspeaker embedded into walls so as to control the proportion of reflected sound waves on this boundary. After a short description of the dynamics of moving-coil loudspeakers giving emphasis on the advantage of electromechanical coupling reversibility, a proportionalplus-derivative output feedback combined to a feed-forward action is proposed for synthesizing of desired acoustic impedance. As a conclusion, the overall performance of the proposed method is presented along with computed results and general discussions on practical implementation.
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