Influence de raidisseurs longitudinaux sur la diffusion acoustique par un tube : theorie et experience

par André Baillard

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Gérard Maze.

Soutenue en 2000

à Le Havre .

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  • Résumé

    Ce travail porte sur l'influence de raidisseurs longitudinaux sur la diffusion acoustique par un tube immerge, sous incidence normale. Un modele theorique original est developpe en s'appuyant sur la theorie de l'elasticite. L'influence des raidisseurs est prise en compte par l'intermediaire des contraintes imposees ponctuellement par les raidisseurs sur la surface interne du tube. Les objets etudies sont en acier inoxydable, de rapports des rayons interne sur externe b/a egaux a 0,97 et 0,98. La validation experimentale est effectuee avec plusieurs cibles, ou le raidisseur correspond a une surepaisseur (soudure), a une plaque interne diametrale attachee d'un seul cote, puis attachee des deux cotes. Les etudes sont effectuees d'un point de vue theorique (analytique), numerique et experimental, autant dans le domaine des basses frequences (5-35 en frequence reduite k 1a, k 1 etant le nombre d'onde dans l'eau) que dans celui des moyennes et hautes frequences (k 1a compris entre 30-150). Les analyses des spectres frequentiels et des reponses temporelles montrent que la discontinuite du milieu de propagation, creee par la jonction entre le tube et la structure interne, joue un role tres important. En effet, cette jonction provoque des phenomenes de reflexion, de generation et de conversion des ondes circonferentielles se propageant autour du tube. Les phenomenes de conversions d'ondes sont clairement mis en evidence, d'une part, dans le modele theorique developpe, ou chaque mode de vibration est couple aux autres, et d'autre part, sur les representations frequence/nombre d'onde. Par rapport aux tubes non raidis, de nouvelles resonances apparaissent et leur provenance a ete identifiee ; ces resonances sont liees a l'interaction entre le tube et la structure interne. Les etudes detaillees des phenomenes mis en jeu lors de la diffusion acoustique montrent bien que l'influence des jonctions est aussi importante que la nature de la structure interne.


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Informations

  • Détails : 183 p.
  • Annexes : 97 ref.

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