Modele temporel pour la simulation numerique de plaques vibrantes. Application a la synthese sonore

par CHRISTOPHE LAMBOURG

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Antoine Chaigne.

Soutenue en 1997

à Le Mans .


  • Résumé

    Le travail presente ici est consacre a la simulation dans le domaine temporel du comportement vibro-acoustique des plaques, avec application a la synthese sonore. En partant de problemes relativement simples, tels que l'etude de la pression generee par une plaque soumise a des impacts, l'objectif est d'obtenir un modele assez precis pour que les sons simules soient similaires aux sons reels. La demarche consiste a selectionner un modele physique, a mettre en place un protocole de mesure des parametres mecaniques des plaques, et enfin a resoudre numeriquement les equations. Le modele physique est tout d'abord detaille. Il est base sur l'equation des plaques minces. Etant donne l'importance auditive de l'extinction au cours du temps des vibrations de la plaque, differents phenomenes pouvant contribuer a l'amortissement des ondes sont pris en compte (viscoelasticite, thermoelasticite, pertes par rayonnement acoustique). La pression au point d'ecoute est determinee a partir du deplacement transversal de la plaque, en appliquant la formule integrale de rayleigh. La deuxieme partie est consacree au protocole experimental. Celui-ci est base sur la mesure des parametres modaux de plaques rectangulaires libres. On en deduit les rigidites et les parametres d'amortissement a l'aide d'un algorithme d'optimisation faisant appel a la methode de ritz-rayleigh. L'etude de divers materiaux (aluminium, verre, composite, bois) a permis de mettre en evidence les contributions a l'amortissement pour chacun d'eux (par ex. : thermoelasticite sur les premiers modes des plaques en aluminium). Le modele numerique retenu, base sur la methode des differences finies, est enfin detaille. Il s'agit d'un schema explicite 2-4, dont une etude approfondie de la stabilite et de la dispersion numerique est proposee. L'ensemble de ces etapes a conduit a la realisation d'un outil de simulation produisant des sons tres realistes.


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Informations

  • Détails : 299 P.
  • Annexes : 110 REF.

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  • Bibliothèque : Le Mans Université (Le Mans). Service commun de documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : THs. 2323
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