Applications du formalisme des ondes planes heterogenes dans la diffusion acoustique : ondes circonferentielles et ondes d'interface plane fluide-solide avec un fluide au repos ou en ecoulement uniforme

par FREDERIC PADILLA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Gérard Quentin.

Soutenue en 1998

à Paris 7 .

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  • Résumé

    Ce memoire de these a pour objectif d'exploiter le formalisme des ondes planes heterogenes dans le cadre de la diffusion acoustique. Ces ondes sont les ondes planes les plus generales qui soient, caracterisees par une direction de propagation et une direction d'attenuation distinctes. Elles sont caracterisees par un bivecteur d'onde complexe. Plusieurs cas sont traites. Le premier est l'onde de rayleigh circonferentielle qui se propage sur la surface d'un cylindre immerge. Il est montre que l'onde rayonnee dans le fluide est localement evanescente, et qu'une approximation de la pression diffusee a l'ordre un en fonction du coefficient d'evanescence est suffisante pour interpreter les resultats experimentaux. On etudie ensuite les ondes d'interface plane quand la vitesse du son dans le fluide est plus grande que celle des ondes de volume transversales dans le solide (ex : pvc-eau et plexiglas-eau). Une etude numerique de l'equation de dispersion met en evidence l'existence d'ondes de rayleigh et de stoneley non rayonnantes. Ces resultats sont confirmes par des mesures experimentales de temps de vol sur des echantillons partiellement immerges. La troisieme partie est consacree a la propagation des ondes planes heterogenes dans un ecoulement illimite. L'equation de dispersion est resolue graphiquement grace a l'introduction d'un vecteur lenteur sans dimension. L'ecoulement induit une anisotropie pour la propagation, qui se traduit par des proprietes vectorielles de la vitesse de l'energie : elle est localement tangente a la surface des lenteurs et sa projection sur la direction de propagation est egale a la vitesse de phase. Ces resultats sont ensuite utilises pour modeliser la reflexion et la refraction sur des interfaces planes entre un solide et un fluide en mouvement uniforme (acier-air, acier-eau, pvc-eau). On met par exemple en evidence l'existence de modes d'interface qui deviennent rayonnants au-dela d'une vitesse critique du nombre de mach.

  • Titre traduit

    The formalism of heterogeneous plane waves in acoustic scattering : circumferential waves and surface waves on plane solid-fluid interface with a fuid at rest or a steady flow


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Informations

  • Détails : 199 P.
  • Annexes : 96 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : TS1998
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