Microstructure et Macro-Comportement Acoustique : Approche par reconstruction d'une Cellule Élémentaire Représentative - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

Microstructure and Acoustical Macro-Behaviour : Approach by reconstruction of a Representative Elementary Cell

Microstructure et Macro-Comportement Acoustique : Approche par reconstruction d'une Cellule Élémentaire Représentative

Résumé

The fundamental issue of determining acoustic properties of porous media from their local geometry is examined in this PhD dissertation thesis, thanks to a sample of open-cell aluminum foam analyzed by axial computed microtomography. Various geometric properties are measured to characterize the experimental sample at the cell size level. This is done in order to reconstruct a porous medium by means of idealized three- and two- dimensional unit-cells. The frequency dependant thermal and velocity fields governing the propagation and dissipation of acoustic waves through rigid porous media are computed by Brownian motion simulation and the finite element method, respectively. Macroscopic behavior is derived by spatial averaging of the local fields. Our results are compared to experimental data obtained from impedance tube measurements. Firstly, this approach leads to the identification of the macroscopic parameters involved in Pride and Lafarge semi-phenomenological models. Secondly, it yields a direct access to thermal and viscous dynamic permeabilities. However, the bi-dimensional model underestimates the static viscous permeability as well as the viscous characteristic length; what thus require a three-dimensional implementation.
La question fondamentale de la détermination des propriétés acoustiques de milieux poreux à partir de leur géométrie locale est examinée dans cette thèse de doctorat, à partir d'un échantillon de mousse d'aluminium à cellules ouvertes ayant été analysé par microtomographie axiale à rayons-X. Plusieurs propriétés géométriques sont mesurées pour caractériser l'échantillon expérimental à l'échelle de la cellule. Cette information est utilisée de manière à reconstruire un milieu poreux au moyen d'unités cellulaires idéalisées tri- et bi- dimensionnelles. La dépendance en fréquences des champs de températures et de vitesses gouvernant la propagation et la dissipation des ondes acoustiques à travers un milieu poreux rigide est calculée par simulation de mouvement Brownien et par la méthode des éléments finis, respectivement. Le comportement macroscopique est obtenu par moyennes spatiales des champs locaux. Nos résultats sont comparés à des données expérimentales obtenues par des mesures au tube d'impédance. Premièrement, cette approche conduit à l'identification des paramètres macroscopiques du model semi-phénoménologique de Pride-Lafarge. Deuxièmement, elle fournit un accès direct aux perméabilités dynamiques thermique et visqueuse. Néanmoins, le modèle bidimensionnel sous-estime la perméabilité visqueuse statique ainsi que la longueur caractéristique visqueuse; ce qui requiert donc une implémentation tridimensionnelle.
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Dates et versions

tel-00123464 , version 1 (09-01-2007)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00123464 , version 1

Citer

Camille Perrot. Microstructure et Macro-Comportement Acoustique : Approche par reconstruction d'une Cellule Élémentaire Représentative. Acoustique [physics.class-ph]. INSA de Lyon, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00123464⟩

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