Machines thermoacoustiques : etudes analytiques et experimentales de couplages et d'effets non-lineaires acoustiques

par Hélène Bailliet

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Michel Bruneau.

Soutenue en 1998

à Le Mans .


  • Résumé

    Les machines thermoacoustiques font, depuis plus de 15 ans, l'objet d'etudes specifiques, principalement aux etats-unis. Un certain nombre de systemes ont ete realises en laboratoire. Les equations fondamentales de la thermoacoustique sont connues mais restent d'une telle complexite que leur solution n'est obtenue que de facon numerique. L'objet de ce travail est d'entrer dans l'intelligence de ces problemes, d'en traiter certains aspects sur la base de modeles analytiques et d'orienter les etudes experimentales vers la conception et la realisation de maquettes. Un premier aspect concerne le systeme couple source-sonore/resonateur-thermoacoustique pour le refrigerateur a onde stationnaire. L'objectif est d'aider au choix des parametres de ce systeme qui optimisent l'efficacite pour le transfert de chaleur de la source froide a la source chaude. Une modelisation du systeme couple, mise en place et validee par un ensemble de resultats experimentaux, est utilisee pour determiner la succession d'etapes suivies dans la realisation d'une maquette. Des experiences de mesure de vitesses particulaires par anemometrie laser-doppler sont effectuees sur cette maquette. Couplees a celle de la pression acoustique ce type de mesure permet d'acceder a une mesure de la puissance acoustique en resonateur thermoacoustique. L'etude de certains phenomenes non-lineaires en resonateur thermoacoustique est ensuite abordee. Deux modeles analytiques sont presentes, dans lesquels la description des effets non-lineaires dans les machines thermoacoustiques permet une meilleure comprehension des phenomenes physiques les regissant. Le premier aboutit a une methode active de suppression d'harmoniques crees par les non-linearites qui utilise les caracteristiques du signal applique a la source sonore dans un refrigerateur thermoacoustique. Le second permet de decrire la generation, l'amplification et la saturation en amplitude de l'onde acoustique dans un moteur thermoacoustique.


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Informations

  • Détails : 198 P.
  • Annexes : 157 REF.

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  • Bibliothèque : Le Mans Université (Le Mans). Service commun de documentation.
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  • Cote : Ths.98
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