Propagation des ondes acousto-élastiques dans les résonateurs couplés

Acoustic / elastic wave propagation in coupled-resonator waveguides

• Auteur / Autrice : TingTing Wang
• Direction : Vincent Laude, Yue-Sheng Wang
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'Ingénieur
• Date : Soutenance le 15/12/2020
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté en cotutelle avec Université de Pékin
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) - Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) / FEMTO-ST
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-2024)
• Jury : Président / Présidente : Geng-Kai Hu
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Laude, Yue-Sheng Wang, Geng-Kai Hu, Thomas Brunet, Chang-Qing Chen, Yan-Feng Wang, Yan Pennec, Franck Chollet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thomas Brunet, Chang-Qing Chen
• DOI : 10.70675/d239af90zb19az44a8z8fc3z2d79c2a9fdb2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acoustique

Ondes élastiques

Ondes acoustiques de surface

Mots clés libres

Acoustique

Phononique

Physique des ondes

Microtechnologies

Cristal phononique

Ondes acoustiques

Ondes élastiques

Guide d'onde à résonateurs couplés

Interaction fluide solide

Manipulation des bandes interdites

Reconfigurabilité

Spectre cannelé

Polymere phononique

Acoustics

Phononics

Wave physics

Microtechnologies

Phononic crystal

Acoustic wave

Elastic wave

Coupled resonator waveguide

Fluid solid interaction

Band gap manipulation

Reconfigurability

Channeled spectrum

Phononic polymer

Résumé

Lorsqu'un défaut est introduit dans un cristal phononique, des états apparaissent dans les bandes interdites et se localisent au niveau des défauts. Ils décroissent rapidement loin du défaut. Par conséquent, il est possible de localiser et de guider la propagation des ondes en concevant des défauts dans un cristal phononique parfait. Le guide d’onde à résonateurs couplés, fondé sur le couplage d'une séquence de cavités, présente simultanément un fort confinement des ondes et une faible vitesse de groupe ; il peut être utilisé pour concevoir des circuits plutôt arbitraires. En outre, la propagation des ondes élastiques dans une matrice solide peut être contrôlée en remplissant des cavités d'un fluide, sur la base des systèmes couplés fluides-solides. Ils ont des applications essentielles pour la réduction des vibrations et l’isolation acoustique. Dans cette thèse, les ondes acoustiques et élastiques se propageant dans les guides d’ondes à résonateurs couplés périodiques et apériodiques sont étudiées. L’interaction fluide-solide dans les cristaux phononiques fluide / solide est étudiée. Les travaux sont menés en combinant simulation numérique, analyse par modèles théoriques et investigation expérimentale.

When a defect is introduced into a phononic crystal, states localized at the defect appear in the band gaps. They decay rapidly far away from the defect. Therefore, it is possible to localize and guide wave propagation by designing defects in the perfect phononic crystal. Coupled-resonator waveguides based on the coupling effect between a sequence of defect cavities have simultaneously strong wave confinement and low group velocity, and can be used to design rather arbitrary circuits. Furthermore, the propagation of elastic waves in a solid matrix can be controlled through changing fluid fillings based on fluid-solid interaction. Thus, they have essential applications in vibration reduction and noise isolation. In this thesis, the acoustic and elastic waves propagating in both periodic and aperiodic coupled-resonator waveguides are investigated. The fluid-solid interaction in fluid/solid phononic crystals is studied. The work is conducted by combining numerical simulations, theoretical model analysis and experimental investigations.