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Theses Year : 2009

Numerical simulation of a plate reverberation

Simulation numérique d'un réverbérateur à plaque

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1
Kevin Arcas Castillo
  • Function : Author
  • PersonId : 868886

Abstract

A plate reverberation unit is an electromechanical device used in sound studios in order to add artificial reverberation to audio signals. This device uses the vibrations of a thin plate to simulate the reverberation effect. The present thesis aims to simulate by physical models a generic plate reverberation. Thus, the user can choose the parameters of the virtual device : geometrical (lengths and thickness) and material physical parameters of the plate, boundary conditions, locations of exciting and sensing elements, influence of the presence of a porous plate. In addition to the comprehension of the phenomena involved in these devices, this approach permits the sound synthesis of existing plate reverberation units as the EMT-140 or the EMT-240, but also of other units with other real or fictive parameters sets. The approach followed is divided in three main parts : modelling a generic plate reverberation, measuring a real EMT-140 unit and defining the numerical methods for the sound synthesis on the audible frequency range. The physical models are based on structural dynamics and vibroacoustics theories, taking into account the physics of the involved vibration damping mechanisms, which are of great influence on the reverberation effect perception. The experimental work has been done on an EMT-140 plate reverberation unit. It identifies the whole set of parameters of this real unit and gives information about the limits of validity of the models. Finally, the time-domain numerical simulations are based on the finite differences method.
Le réverbérateur à plaque est un dispositif électromécanique de réverbération artificielle utilisé dans les studios d'enregistrement pour traiter les signaux audio enregistrés dépourvus d'effet de salle. Ce dispositif simule la réverbération à partir des vibrations de flexion d'une plaque mince. L'objectif de cette thèse est la simulation par modèles physiques d'un réverbérateur à plaque générique permettant à l'utilisateur le choix des principaux paramètres : caractéristiques géométriques et physiques du matériau de la plaque, conditions aux limites, positions de l'excitateur et des accéléromètres, et l'influence d'une plaque poreuse à proximité. Outre la compréhension des phénomènes entrant en jeu dans de tels dispositifs, cette approche permet la simulation de réverbérateurs à plaque existants comme l'EMT-140 ou l'EMT-240, mais aussi de réverbérateurs avec d'autres jeux de paramètres réels ou fictifs. La démarche entreprise s'articule en trois points : la modélisation du dispositif, les mesures sur un réverbérateur EMT-140 et la définition des outils numériques pour la synthèse sonore dans le domaine audible. La modélisation développée relève de la dynamique et de la vibroacoustique, et porte une attention particulière sur les mécanismes d'amortissement en raison de leur grande influence dans la perception de l'effet de réverbération. La démarche expérimentale, effectuée sur un réverbérateur EMT-140, permet l'identification des paramètres d'un dispositif réel et l'identification des limites de validité de la modélisation. L'outil de simulation dans le domaine temporel repose sur la méthode des différences finies.
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Dates and versions

tel-00474311 , version 1 (19-04-2010)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00474311 , version 1

Cite

Kevin Arcas Castillo. Simulation numérique d'un réverbérateur à plaque. Mécanique [physics.med-ph]. Ecole Polytechnique X, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00474311⟩
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