Réduction des amplitudes d’une onde acoustique convectée par un flux dans un guide aux parois vibrantes

Amplitude reduction of an acoustic wave convected by a flow in a duct with vibrating walls

• Auteur / Autrice : Virgile Meyer
• Direction : Vincent Martin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance le 06/10/2016
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques, acoustique, électronique et robotique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jean Le Rond d'Alembert (Paris ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Régis Wunenburger
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Morvan Ouisse, Goran Pavić, Stéphane Zaleski
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mabrouk Ben Tahar, François Gautier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Couplage acoustique

Ondes acoustiques de surface

Mots clés libres

Acoustique guidée

Acoustique/structure

Couplage

Acoustique convectée

Réduction de bruit

Noise reduction

Duct acoustic

Coupled acoustic/structure waves

Résumé

Une onde acoustique plane propagée dans un guide couplée à des parois vibrantes, siège d'ondes transversale ou de flexion, donne un ensemble d'ondes dans le fluide et dans la structure. Les ondes dans le fluide sont évanescentes, propagatives, ou encore propagatives avec un amortissement. Il n'est pas besoin que l'ensemble soit dissipatif pour en arriver là car les résultats proviennent d'interférences destructives on constructives. Un amortissement dans la structure donne un système cette fois-ci dissipatif et ajoute ses effets à la dissipation mais pas de façon classique puisqu'il s'agit ici d'ondes couplées acoustique/structure. En présence d'un flux stationnaire et uniforme la capacité d'une paroi vibrante à produire de l'atténuation acoustique se réduit. Les opérateurs en jeu, les méthodes pour les résoudre dont celle des éléments finis donnent accès à des prédictions. Elles sont confrontées à des résultats expérimentaux. Sans écoulement, les prédictions font sens. En revanche, avec écoulement, il n'en est pas de même et le mémoire tentera d'analyser les raisons. En conclusion technologique, une atténuation d'une quinzaine de décibels en moyenne sur une gamme de fréquences de quelques centaines de Hz centrées dans les médiums (500Hz) est envisageable avec une paroi mince qui n'encombre pas le guide.

A plane acoustic wave propagated in a duct some walls of which are vibrating due to transversal or flexural waves gives rise to a set of various waves within the fluid and the structure. Within the fluid, the waves are evanescent, propagatives or propagatives with decreasing amplitudes. There is no need for the global operator to be dissipative for such a result since it is arising from destructive or constructive interferences. When the structural damping exists, as in the real life, it adds its effect to the coupling but not in a classical way as coupled acoustic/structure waves are at play rather than pure acoustic or structural waves. Now in presence of a convection of the fluid that bears the acoustic wave (a stationary and uniform flow), the attenuation is reduced sligtly at the very low Mach numbers, and significantly at higher Mach numbers. As far as technological conclusions are sought, an averaged acoustic attenuation of around fifteen dB in a frequency range of some hundreds Hz centered at 500Hz can be obtained with this system very light and needing almost no room.