Influence de raidisseurs longitudinaux sur la diffusion acoustique par un tube : théorie et expérience

par André Baillard

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Gérard Maze.

Soutenue en 2000

à Le Havre .


  • Résumé

    Ce travail porte sur l'influence de raidisseurs longitudinaux sur la diffusion acoustique par un tube immergé, sous incidence normale. Un modèle théorique original est développe en s'appuyant sur la théorie de l'élasticité. L'influence des raidisseurs est prise en compte par l'intermédiaire des contraintes imposées ponctuellement par les raidisseurs sur la surface interne du tube. Les objets étudies sont en acier inoxydable, de rapports des rayons interne sur externe b/a égaux à 0,97 et 0,98. La validation expérimentale est effectuée avec plusieurs cibles, ou le raidisseur correspond à une surépaisseur (soudure), à une plaque interne diamétrale attachée d’un seul côté, puis attachée des deux côtes. Les études sont effectuées d'un point de vue théorique (analytique), numérique et expérimental, autant dans le domaine des basses fréquences (5-35 en fréquence réduite k 1a, k 1 étant le nombre d'onde dans l'eau) que dans celui des moyennes et hautes fréquences (k 1a compris entre 30-150). Les analyses des spectres fréquentiels et des réponses temporelles montrent que la discontinuité du milieu de propagation, créée par la jonction entre le tube et la structure interne, joue un rôle très important. En effet, cette jonction provoque des phénomènes de réflexion, de génération et de conversion des ondes circonférentielles se propageant autour du tube. Les phénomènes de conversions d'ondes sont clairement mis en évidence, d'une part, dans le modèle théorique développé, ou chaque mode de vibration est couple aux autres, et d'autre part, sur les représentations fréquence/nombre d'onde. Par rapport aux tubes non raidis, de nouvelles résonances apparaissent et leur provenance a été identifiée ; ces résonances sont liées à l'interaction entre le tube et la structure interne. Les études détaillées des phénomènes 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 : 1 vol. (183 f.)
  • Annexes : 97 ref.

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