Caractérisation optique et acoustique d’une bulle générée par focalisation laser

Le travail exploratoire rapporté ici présente les premières étapes de la mise en place d’outils dédiés à la localisation temporelle et spatiale d’une source de cavitation. La source sonore est générée par une bulle unique maîtrisée dans le temps et dans l’espace à l’aide de la focalisation d’un laser pulsé. Le comportement de la bulle montre une bonne concordance avec le modèle de Gilmore. Ce dernier permet, de manière indirecte, d’estimer la pression à l’interface de la bulle. La propagation de l’onde pression est observée optiquement. Un modèle de rayonnement acoustique (monopole en champ libre) est utilisé pour modéliser l’onde acoustique générée par la bulle. Ce dernier montre un bon accord avec les mesures acoustiques

Spectrofiltre adapté à la séparation de sources cohérentes et entrelacées dans le plan temps-fréquences

Cette étude montre formellement et numériquement que le spectrofiltre peut séparer des sources cohérentes qui se chevauchent en temps et en fréquences. Pour en être capable, le spectrofiltre nécessite seulement d'être calculé à partir de la partie non déterministe des signaux connus. Son application au bruit du moteur Diesel est donc envisageable pour séparer le bruit de combustion des bruits mécaniques et notamment du bruit de basculement de piston

Dynamic characterisation of a honeycomb sandwich structure in a wide frequency range

This presentation deals with the experimental characterisation of a thick sandwich plate with a honeycomb core. Measurements were conducted by means of a 3D laser Doppler Vibrometer, allowing the assessment of the out-of-plane and in-plane displacements of the sandwich structure due to piezo excitation. In addition, similar laser Doppler measurements were performed using a pump laser to excite the plate up to 300 kHz. Trough this experimental study, the complex dynamic behaviour of the structure (shearing of the core, coupling of the dispersion curves, dynamic evolution of the mechanical properties) is identified and analysed. Dispersion measurement results, obtained by using wave fitting methods (Hankel and IWC : Inhomogeneous Wave Correlation) as well as the CFAT (Corrected Force Analysis Technique) method, are shown. These results are compared to the Lamb wave theory and an equivalent model based on the work of Guyader (JSV 1978)

L'imagerie acoustique appliquée au diagnostic et à la détection de défauts sur machine tournante

La détection de défauts sur les machines tournantes est usuellement apparentée à l'analyse de signaux vibratoires. Néanmoins, la corrélation entre le bruit émis par une machine et ses défections est assez étroite et montre l'apport des mesures acoustiques pour l'optimisation du diagnostic. L'imagerie acoustique, très utilisée pour détecter des sources dans le domaine du transport, peut être un moyen de remonter aux défauts mécaniques. Les méthodes de formation de voies (beamforming) et d'holographie acoustique en champ proche sont ici utilisées pour détecter un défaut sur une machine tournante

Identification de sources acoustiques sur un moteur essence par méthode de cohérences

L'objet de cette communication est d'illustrer l'applicabilité de certaines méthodes dites ‘de cohérences' au diagnostic vibro-acoustique d‘un moteur d'automobile. Après un rappel des outils d'analyse specrale existant dans la bibliographie, nous présenterons une méthodologie originale permettant d'optimiser le diagnostic lorsque l'objet étudié a un comportement vibro-acoustique complexe d'un point de vue statistique. Le potentiel et l'efficacité de cette approche seront ensuite illustrés par deux applications expérimentales : l'analyse vibro-acoustique d'un moteur essence à l'arrêt sollicité par une source maîtrisée puis l'analyse du même moteur en fonctionnement

Identification of rotating sound source based on microphone array measurements

A time-domain beamforming method based on microphone array measurements is applied to identify the location of the rotating sound source. The identification process of the beamforming method is briefly described first. And then, numerical simulations of two rotating monopole sources generating different signals at a constant angular frequency are investigated to testify the feasibility of the time-domain beamforming method. The simulation results demonstrate that this beamforming method can identify the locations of these two rotating sources very well. Finally, an experiment of a rotating disk with two small speakers is carried out to further show the identification ability of the beamforming method. The experimental results demonstrate that this beamforming method is effective in identifying the location of rotating source

Le haut-parleur digital, modélisation et réalisation expérimentale

Le haut-parleur digital est un concept basé sur la reconstruction d'un signal audio à partir d'un ensemble d'émetteurs acoustiques. Basé sur la sommation acoustique de signaux binaires, ce principe est connu depuis presque un siècle et présente certains avantages. Il n'a cependant pas été possible de l'exploiter pour cause de difficultés technologiques, qui semblent pouvoir être surmontées grâce aux technologies MEMS. L'objectif de cette communication est de présenter ce principe d'émission sonore, qui a été simulé et mis en uvre expérimentalement sur une maquette macroscopique

Etude et développement de la mesure indirecte d\u27efforts - Application à l\u27identification des sources

L\u27objectif de ce travail est la mise au point d\u27une méthode de diagnostic permettant de quantifier par la mesure les sources vibratoires de machines en régime stationnaire. La mesure directe des sources par l\u27introduction d\u27un capteur d\u27effort est souvent difficile, voire impossible. On a donc recours à leur estimation indirecte à partir de mesures de réponse vibratoire en fonctionnement et d\u27un modèle de transfert de la machine. Sur le plan de la méthode, plusieurs développements originaux par rapport à la littérature sont abordés, notamment dans le but d\u27optimiser la technique lorsque la structure de la machine présente de fortes hétérogénéités de raideur. Par ailleurs, un indicateur de fiabilité de l\u27estimation indirecte des efforts est introduit, basé sur la comparaison de différentes approches d\u27inversion du système de transfert. La fiabilité des résultats est en effet un problème crucial en mesure indirecte d\u27efforts, car la technique est connue pour être fortement sensible aux différentes erreurs rencontrées (bruit de mesure, biais de modèle). La méthodologie est appliquée au problème d\u27identification des sources internes d\u27un moteur Diesel. Un effort particulier est porté sur la construction du modèle de transfert de la machine, estimé par deux approches numérique et expérimentale. Les efforts reconstruits sont comparés aux efforts obtenus par un modèle simple d\u27attelage mobile. La comparaison permet de mettre en évidence certaines lacunes du modèle, ainsi que la relative robustesse de la méthode. Dans le but de présenter l\u27un des intérêts de la mesure indirecte d\u27efforts, une hiérarchisation des contributions des excitations internes à la réponse du bloc moteur est réalisée

Attempt to Classify the Microphone Array Deconvolution Methods in Aeroacoustics

International audienceIn the field of experimental aeroacoustics in wind tunnel, the number of existing methods is important and is increasing continuously so that it becomes difficult for Industrials to have a clear view of the respective advantages of each of them and make appropriate choice. Benchmark works are also plentiful and often focus on the performance of these methods in terms of spatial localization and computing time, more rarely in terms of quantitative estimation. We are interested here by these deconvolution methods that we aim to classify, and even to show in what extent all of these methods are equivalent. The approach adopted is to define a common protocol for controlling and monitoring the different algorithms: define same initial condition, same convergence parameters and same exit conditions. All of the considered deconvolution algorithms are implemented with respect to the same protocol. Convergence and calculation time are monitored at each frequency. Finally acoustic power of source area are extracted from the resulting maps and compared together. Indeed, it is observed that within the range of few dBs the results are quite similar and we propose to classify the algorithms with their equivalent Lp-norm minimization function

Assessment of the apparent bending stiffness and damping of multilayer plates; modelling and experiment

Research highlights : -Determination of material properties of sandwich plates from experimental vibrational fields. -Frequency dependent apparent stiffness and apparent damping of three-layered sandwich plates. -Comparisons of measured/predicted frequency dependent equivalent complex modulus. -Inverse vibrational method to identify polymer characteristics up to 20 kHz. -Comparisons with Dynamic Mechanical Analysis measurementsInternational audienceIn the context of aeronautics, automotive and construction applications, the design of light multilayer plates with optimized vibroacoustical damping and isolation performances remains a major industrial challenge and a hot topic of research. This paper focuses on the vibrational behavior of three-layered sandwich composite plates in a broad-band frequency range. Several aspects are studied through measurement techniques and analytical modelling of a steel/polymer/steel plate sandwich system. A contactless measurement of the velocity field of plates using a scanning laser vibrometer is performed, from which the equivalent single layer complex rigidity (apparent bending stiffness and apparent damping) in the mid/high frequency ranges is estimated. The results are combined with low/mid frequency estimations obtained with a high-resolution modal analysis method so that the frequency dependent equivalent Young's modulus and equivalent loss factor of the composite plate are identified for the whole [40 Hz-20 kHz] frequency band. The results are in very good agreement with an equivalent single layer analytical modelling based on wave propagation analysis (model of Guyader). The comparison with this model allows identifying the frequency dependent complex modulus of the polymer core layer through inverse resolution. Dynamical mechanical analysis measurements are also performed on the polymer layer alone and compared with the values obtained through the inverse method. Again, a good agreement between these two estimations over the broad-band frequency range demonstrates the validity of the approach