Étude de structures planes anisotropes par la méthode du gradient de phase

by Lionel Guénégou

Doctoral thesis in Acoustique

Under the supervision of Olivier Lenoir.

defended on 2007

in Le Havre .

Alternative Title

Study of anisotropic plates by the phase gradient method

Abstract

This study deals with the validation of the phase gradient method for anisotropic plates. The derivatives of the phase of the reflection coefficient with respect to the frequency, the incidence angle and the azimutal angle are studied. The characteristics of the propagating waves in plates, that is to say the dispersion and the reemission curves, but also the energy velocities are simply and accurately obtained by studying those derivatives. The phase gradient method is shown to be an alternative method to root findings in the frequency and the angular complex planes and it permits to obtain good estimates of the frequency and the polar and azimuthal angular resonances. This method allows us to avoid heavy energetic calculations and to estimate the components of the energy velocity. An experimental study has been carried out with a viscoelastic composite plate. The comparative study of the theoritical and experimental frequency derivatives leads to partly solve the inverse problem.

keywords

• Acoustique ultrasonore
• Ultrasons
• Problèmes inverses
• Ondes -- Propagation
• Anisotropie
• Composites
• Résonance

Abstract

L'étude consiste à vérifier l'efficacité de la méthode du gradient de phase sur des structures planes anisotropes. Les dérivées partielles de la phase du coefficient de réflexion par rapport à la fréquence, à l'angle d'incidence et à l'angle azimutal sont étudiées. Les caractéristiques des ondes se propageant dans les plaques, à savoir les courbes de dispersion et de réémission, mais aussi les vitesses d'énergie sont obtenues simplement et précisément en étudiant ces dérivées. Cette méthode permet d'obtenir correctement les pôles fréquentiels et angulaires polaires et azimutaux en s'affranchissant de calculs dans les plans complexes. Elle permet d'estimer les composantes de la vitesse d'énergie en rendant inutile des calculs énergétiques fastidieux. Une étude expérimentale a été menée sur une plaque composite. La comparaison de la dérivée fréquentielle théorique dans le cas viscoélastique et de la dérivée fréquentielle expérimentale permet de résoudre en partie le problème inverse.