Méthodes énergétiques de caractérisations vibroacoustiques des réseaux complexes

• Auteur / Autrice : Arnaud Bocquillet
• Direction : Louis Jézéquel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (Écully, Rhône ; 1970-)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Guides d'ondes

Représentation diffusive

Vibrations

Résumé

Dans ce mémoire, nous nous intéressons à la modélisation du comportement dynamique des réseaux de guides d'ondes complexes. Deux approches sont mises en oeuvre. La première approche est la traduction directe des équations dynamiques. Elle s'articule autour de la représentation propagative dans les guides d'ondes. On justifie et on étend ici les résultats concernant les modes de propagations dans les guides d'ondes élasto-acoustiques périodiques, et l'on fournit les principales propriétés de ce type de description des champs cinématiques. Les potentialités de la représentation propagative sont exploitées dans une seconde approche particulièrement adaptée aux moyennes et hautes fréquences. Des hypothèses de décorrélations des ondes, conjuguées à des analyses par bilans de puissance conduisent à la construction d'un formalisme général de la Méthode Energétique Simplifiée (MES) dans les réseaux de guides complexes. Les couplages entre les guides et des sous-structures qui forment les jonctions sont abordés en toute généralité. Cette formulation, qui s'affranchit du comportement modal dans les guides, prend en compte tous les types d'ondes, grâce à de nouvelles relations énergétiques de propagation et de traitement des conditions limites. Dans ce contexte, les effets de la dissipation dans le guide sur les bilans de puissance sont retenus dans le modèle simplifié. Les réponses ainsi obtenues permettent une analyse fréquentielle locale des échanges énergétiques entre les sous-systèmes d'un réseau complexe. Un soin particulier a été apporté à la construction des systèmes de résolutions pour les deux types de modélisations. Les simulations numériques et expérimentales qui sont réalisées, valident les relations proposées.

In this study, we are interested in the modelisation of the dynamic behaviour of complex wave-guide networks. Two approaches are investigated. The first one is straight derived from the dynamic equations. This scheme is based on the concept of wave propagation in periodic structures and wave scattering on singularities. Properties of the propagation modes and scattering matrices are discussed for the general case of damped-undamped periodic elastoacoustic wave-guides. The concept of propagation modes is applied on another model dedicated to medium and high frequency ranges, uncorrelated wave assumptions and power balances lead to the general formalism of the Simplified Energy Method for vibroacoustic networks. This formulation, which takes into account all the propagation modes, does not consider the modal behaviour of wave-guides. New energy relations for guides and junctions are derived. In this context, the author focuses on the effects of dissipation on power balances. The energy levels obtained by this method are of great interest for the frequency and spatial analysis of energy exchanges between sub-systems. The performances of these energy models are systematically assessed for a large variety of vibroacoustic problems, both numerical and experimental.