Construction de modèles analytiques condenses en vibroacoustique dans le domaine des moyennes et hautes fréquences pour des structures simples

= Design of condensed analytical vibro-acoustic models in medium and high frequency ranges for simple structures

• Auteur / Autrice : Dominique Trentin
• Direction : Jean-Louis Guyader
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LVA - Laboratoire Vibrations Acoustique (Lyon, INSA)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Applications analytiques

Émission acoustique

Contrôle actif du bruit et des vibrations

Résumé

Le but de l'étude est de proposer une méthode de condensation des modèles vibroacoustiques en moyennes et hautes fréquences. Le point de départ est la méthode initiée par J. -L. Guyader [iVIodal sampling method for the vibration study of systems of high modal density- J. Acout. Soc. Am. , 1990, Vol. 88(. 5), p. 2269-2276] pour des vibrations de poutres homogènes en flexion. Dans le domaine des moyennes et hautes fréquences où un nombre important de modes contrôlent l'énergie d'une structure, cette méthode vise à grouper les modes du système conservatif associé afin de fournir des niveaux globaux d'énergie par bandes de fréquences. Il s'agit de faire le lien entre les méthodes modales basses fréquences où tous les modes sont à considérer, avec les méthodes de moyennage statistique hautes fréquences où c'est un «mode moyen» qui est pris en compte par le concept de la densité modale. Les travaux réalisés proposent une condensation de modèles vibroa-coustiques. Les modèles condensés sont construits pour des structures de forme géométrique simple (plaque, coque cylindrique), dans le cadre d'une résolution par des méthodes analytiques. Les performances de ces modèles condensés sont étudiées dans différents cas vibratoires et acoustiques de difficultés croissantes: plaques rectangulaires homogènes, plaques rectangulaires avec masses ponctuelles ajoutées, plaques avec conditions aux limites élastiques, couplage mécanique entre plaques, couplage vibro-acoustique de coques cylindriques immergées dans un fluide acoustique infini.

The aim of the study is to develop a condensed procedure in order to obtain reduced analytical models in medium and high frequency ranges. The starting pointis the modal sampling method [J. -L. Guyader - Modal sampling method for the vibration study of systems of high modal density- J. Acout. Soc. Am. , 1990, Vol. 88(5), p. 2269-2276] used to obtain predictions of the flexural vibrations of homogeneous beams. When a large number of modes control the vibration response of a structure, this procedure enables the grouping together of the modes of the structure in order to predict global energy quantities per frequency band. This method lies between the classical modal methods well adapted for low frequency ranges where every mode is taken into account, and the statistical methods for high frequency ranges which consider an << averaged mode» using the concept of modal density. A condensed procedure is developed. Reduced models are obtained for simple structures (plates, cylindrical shells) modelled by analytical methods. The performance of the reduced models is systematically assessed for different structural and vibro-acoustic problems of increasing difficulty: rectangular homogeneous plates, rectangular plates which carry a number of concentrated masses , plates with elastic boundary conditions, coupled plates, and cylindrical radiating shells in an infinite acoustic medium.