Modélisation du comportement vibro-acoustique des structures: Modèles simplifiés pour l'optimisation

Le manuscrit est décomposé en trois parties.Dans la première partie sont décrits les travaux de recherches portant sur l'élaboration de méthodes qui reposent sur une description du champ de déplacement des structures et du champ de pression des parties acoustiques. Il s'agit de méthodes de synthèses modale propres au groupe de recherche auquel j'appartiens et que j'ai eu l'occasion d'étudier lors de ma thèse de doctorat.La seconde partie est consacrée aux méthodes énergétiques, et plus particulièrement à la Méthode \'Energétique Simplifiée (MES) développée au laboratoire LTDS. Il s'agit essentiellement de reformulations de la méthode permettant de l'adapter à des problèmes de détection de source, d'optimisation de caractéristiques de matériaux et d'optimisation de forme.La dernière partie regroupe les techniques permettant d'effectuer des études large bande au moyen de formulations hybrides qui reposent sur les travaux des deux premières parties. Différentes approches sont proposées, et une méthode particulière est développée pour l'étude du bruit rayonné par un système de freinage automobile

Une formulation mixte MES / BEM pour le calcul en acoustique interne

La Méthode Énergétique Simplifiée (MES) développée au laboratoire LTDS se prête bien à la description énergétique de phénomènes acoustiques dans une cavité. Considérée sous sa forme différentielle discrétisée, elle est proche d’une méthode de tirs de rayons énergétique ; en cela, elle est relativement sensible à la formulation des réflexions aux parois, qui sont le plus souvent représentées au moyen d’une directivité lambertienne. Si cette directivité donne de bons résultats pour l’expression du champ réverbéré, elle occasionne en revanche des approximations importantes pour le champ direct. La méthode mixte proposée ici permet d’exprimer le champ direct au moyen d’une formulation par éléments de frontière (BEM), tout en gardant une formulation énergétique pour le champ réverbéré. On atteint ainsi un bon compromis entre le temps de calcul et la précision requise

Influence of the Gyroscopic Effects on Friction Induced Vibration in Aircraft Braking in System

International audienceAeronautical brakes are subject to non-linear unstable vibrations. In particular, two modes appear and present a risk for the structure. Firstly, the whirl modes consist of a rotating bending motion of the axle out-of-phase with the brake torque tube. It is due to a coupling of two bending modes of the axle in orthogonal directions. Secondly, the brake squeal mode resulting from stick-slip or sprag-slip phenomena consists of a rotational motion of the brake around the axle. Those vibrations are not resulting from an external excitation but are friction-induced self-excited. Hence, they are dependent on tribological phenomena specific to carbon disks and are in particular controlled by the friction coefficient μ.In order to take into account the dynamical aspect in brake design, Messier-Bugatti-Dowty wants to simulate modes and acceleration g's levels. This article deals with the improvement of such a model.A finite element of the brake exists. It is able to reproduce whirl modes and squeal mode. In order to improve it, physical phenomena must be introduced. Here, the impact of gyroscopic effects is evaluated. For this, an analytical model is built to determine the consequences on frequencies and stability

Dynamique non linéaire et acoustique de structures à interfaces frottantes

Cette étude propose d'étudier le comportement dynamique et l'acoustique des structures comportant des interfaces. Notre attention se porte tout particulièrement sur les vibrations et le bruit induits par frottement lors d'un évènement de crissement. Le premier point développé dans ces travaux de recherche concerne la mise en place d'une méthodologie globale d'estimation des émissions sonores induites par frottement. Cette démarche s'accompagne du développement d'outils numériques spécifiques à l'étude du rayonnement acoustique induit par frottement permettant notamment d'étudier l'influence de certains paramètres sur le comportement dynamique et le rayonnement acoustique. De plus, on cherche à développer des méthodes numériques performantes permettant l'estimation rapide et contrôlée des niveaux sonores

A low-high frequency formulation for fast acoustic calculations

International audienceNoise predictions in acoustic cavities lead to different formulations in low or high frequency ranges. In the case of fast calculations, we propose a mixed formulation based on a finite element mesh including a "high frequency energy degree of freedom" to predict high frequency phenomena. The mesh size is planned for studying low-(medium) frequency range phenomena through a classical finite element method. The same mesh is used to build energy elements to take into account the (medium)-high frequency range phenomena. The method aims at performing low-cost calculations in medium-high frequency ranges using low-frequency-based existing meshes, i.e. without re-meshing the system

Vibroacoustical Analysis Based on a Multimodal Strategy: Triple Modal Synthesis

International audienceModal synthesis methods have long been studied because the use of generalized coordinates makes it possible to reduce calculation costs. Our approach uses modes to describe each part of the assembly of several substructures, coupled with a fluid cavity. In a previous paper, we explained that omega2 developments could be used to minimize modal truncation. In the present paper, we consider a fluid-structure coupled system using a method called "triple modal synthesis." High order developments will be made to describe the fluid part. First, two kinds of formulation will be explained: in displacement and in force. Second, calculation using finite element methods will be processed

Modal criteria for optimizing the acoustic behaviour of a coupled fluid-structure system based on a systemic approach

International audienceThis paper proposes modal criteria to represent various noise sources within a complex structure, such as an automobile. By optimizing a complex system using criteria linked to modal mass and stiffness matrices, different modes of noise propagation can be investigated separately. Several criteria are thus suggested, each related to a vibrational propagation path. Since the system is studied using modal analysis, criteria can be found based on modes associated with the structure's hollow parts, plates, and cavities. These different criteria are analysed based on the assumption of a complex vibroacoustic system. It is shown that by analysing such criteria, one can determine which part of the structure needs to be optimized. The optimization of such a system could constitute a research topic in its own right, and is beyond the scope of the present paper

Optimization of characteristics of porous materials based on a modal synthesis method

International audienceComplex structures used in the automotive industry often include porous materials, in order to reduce the noise in acoustic cavities. The method proposed in this paper aims at optimizing the characteristics of these porous materials using modal criteria based on the modal analysis of the structure. The use of a generalize modal synthesis method allow to describe the structure and the cavities with sets of modes; the size of the resulting system is smaller, for only generalized degrees of freedom are used for each part of the coupled fluid-structure system. First, a modelization of the porous media is proposed, and the generalized modal analysis method is explained. An optimization is then processed on the thickness of the porous materials

Optimisation du comportement vibro-acoustique des structures à l'aide d'une synthèse modale généralisée

Les techniques de synthèse modale constituent un moyen efficace d analyser le comportement dynamique d une structure complexe. L objectif de cette thèse est la généralisation des techniques de synthèse modale permettant d aboutir à une description d un système comportant des cavités acoustiques faisant intervenir des modes particuliers. Ces modes sont liés aux différents éléments qui découlent d une approche systémique de l ensemble. Ainsi, le système est décrit via des modes de volume, principalement associés aux cavités acoustiques, des modes de surfaces, associés aux éléments bidimensionnels, et des modes de lignes, associés aux singularités et aux éléments monodimensionnels. Les structures considérées sont proche des structures que l on peut trouver dans l industrie automobile. Les éléments constituants sont donc essentiellement des plaques, des coques, des corps creux et des cavités acoustiques. En ce qui concerne les corps creux, une analyse modale particulière permet de prendre en compte la complexité de leur forme, en n introduisant qu un nombre limité de degrés de liberté. Les méthodes d analyse modale utilisées pour la description des structures complexes considérées dans ce mémoire permettent d envisager leur optimisation sous des critères acoustiques. Ces critères proviennent des matrices intervenant dans l analyse modale des différents éléments en présence. Ils sont relatifs au niveau de pression dans les cavités acoustiques, et permettent de distinguer les différents chemins vibro-acoustiques responsables des nuisances. L optimisation est faite d une part sur la forme des corps creux, d autre part sur les revêtements de mousse apposés sur les parois de la structure. Pour ce faire, on s intéresse à une méthode de couplage fluide-structure permettant de prendre en compte des matériaux poroélastiques.Modal synthesis methods are an efficient way of analyzing the dynamic behaviour of complex structures. The aim of this thesis is to generalize modal synthesis methods to allow the description of systems featuring acoustical cavities using specific modes. These modes are linked to the various elements resulting from a systemic approach to the problem. Thus, volume modes describe acoustical cavities, surface modes describe two-dimensional elements, and line modes describe the linear elements and singularities of the system. Structures considered in this report resemble those found in the automotive industry. Constituting elements are thus plates, shells, hollow parts and acoustic cavities. Concerning the hollow parts, a specific modal analysis method allows to take into account their structural form, using only a small number of degrees of freedom. The modal analysis methods described in this work can be used to optimize complex structures based on acoustical criteria. These criteria stem from the matrices appearing in the modal analysis process. They are linked to the pressure level in the acoustic cavities, and allow a separate analysis of the various vibro-acoustical paths responsible for the noise. First, the optimization is performed on the geometry of the hollow parts of the structure. Secondly, porous media are introduced on the plates constituting the structure, and the fluid-structure coupling method is adapted to take the resulting phenomena into account.LYON-Ecole Centrale (690812301) / SudocSudocFranceF

Syndrome de défaillance multiviscérale secondaire à un syndrome d'activité lymphohistiocytaire (une situation à différencier du choc septique)

LE KREMLIN-B.- PARIS 11-BU Méd (940432101) / SudocSudocFranceF