Intensités vibratoire et acoustique dans les tuyaux

par Kresimir Trdak

Thèse de doctorat en Mécanique appliquée, acoustique et matériaux

Sous la direction de Peter Wagstaff.

Soutenue en 1995

à Compiègne , dans le cadre de École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne) .

mots clés

• Acoustique
• Vibrations -- Mesure
• Ondes -- Propagation
• Tuyaux
• Tuyauterie

Résumé

Dans cette thèse est étudié le problème de la propagation des énergies vibratoires et acoustiques dans les tuyaux. L'étude commence par la présentation de théories des coques générales en notation tensorielle. Les théories des coques cylindriques de Flügge et de Flügge-Timoshenko sont utilisées pour décrire le comportement vibratoire de la paroi du tuyau. La théorie de Flügge-Timoshenko inclut les effets de cisaillement et d'inertie de rotation. Le fluide à l'intérieur du tuyau est supposé acoustique et son comportement est modélisé par l'équation d'ondes dans le repère cylindrique. Le couplage entre la paroi et le fluide interne est pris en compte. Les ondes élastiques qui se propagent dans la paroi du tuyau et celles acoustiques dans le fluide interne parcourent le tuyau dans le sens axial sous forme d'ondes libres, évanescentes et atténuées. L'énergie nette totale transférée dans le tuyau est constitué de la contribution vibratoire et acoustique. Chaque contribution est due à l'interaction des ondes libres d'une part et à l'interaction des ondes évanescentes d'autre part. L'effet de l'interaction des ondes atténuées n'est pas un transfert d'énergie nette mais une formation d'ondes évanescentes stationnaires. En raison du couplage entre la paroi le fluide interne, le flux total d'énergie nette peut être exprimé en termes de déplacements de la paroi. Ceci permet le développement des techniques expérimentales pour déterminer le flux total par la mesure des grandeurs vibratoires sur la paroi. Les résultats des essais réalisés en laboratoire et sur la tuyauterie d'un compresseur frigorifique sont présentés.

Titre traduit

Structural and acoustical intensity in pipes

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