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Dissertations / Theses on the topic 'Vibrations-Acoustics'
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1
Kumar, Ashok. "Active structural-acoustic control of interior noise in vibro-acoustic cavities." Thesis, IIT Delhi, 2016. http://localhost:8080/iit/handle/2074/7036.
Full text
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Oliver, Douglas L. "Analysis of a Pseudo-Harmonic Tubular Bell." University of Toledo / OhioLINK, 2017. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=toledo149980725594691.
Full text
3
Cuenca, Jacques. "VIBRATIONS DE FLEXION DE PLAQUES MINCES: APPROCHES ONDULATOIRES - Modèle des vibrations de plaques polygonales basé sur la méthode des sources image - Absorption passive de vibrations par l'effet de trou noir acoustique." Phd thesis, Université du Maine, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00442260.
Full textAbstract:
Les vibrations de flexion des structures minces sont étroitement liées au rayonnement sonore et à l'endommagement des structures. Ainsi, des méthodes de modélisation des vibrations et des techniques d'amortissement sont indispensables dans divers domaines scientifiques et techniques. La première partie de la thèse traite du développement d'un modèle des vibrations de flexion de plaques minces polygonales excitées ponctuellement, basé sur la méthode des sources image. Celle-ci consiste à représenter les réflexions successives sur les bords de la plaque par des sources virtuelles, obtenues par symétries successives de la source d'origine. Le modèle développé permet de prédire les vibrations d'une plaque et d'un assemblage de plaques dont la géométrie et les conditions aux limites sont arbitraires. La particularité de la méthode est que la précision des simulations s'améliore avec la fréquence et l'amortissement structural, ce qui est contraire à la méthode des éléments finis ou aux méthodes dites modales. Un outil de mesure du module d'Young et du facteur d'amortissement de panneaux fortement amortis est également proposé. La deuxième partie de la thèse traite de l'amortissement des vibrations par l'effet de ``trou noir acoustique''. La célérité des ondes de flexion dépend de l'épaisseur de la structure dans laquelle elles se propagent. Ainsi, une onde se propageant dans une plaque d'épaisseur décroissante ralentit et, dans certaines conditions, peut s'arrêter complètement. Le coefficient de réflexion d'une telle structure étant nul en théorie, le phénomène porte le nom de trou noir acoustique. Un modèle est développé, permettant d'estimer les valeurs optimales des paramètres des matériaux utilisés afin de maximiser l'amortissement. Les résultats numériques, ainsi que des études expérimentales, montrent une réduction de niveau vibratoire atteignant 20 décibels. Une configuration alternative est également explorée, consistant à contrôler la célérité des ondes en modifiant le module d'Young de la structure. Pour ce faire, une poutre en polymère à mémoire de forme est soumise à un gradient thermique. Enfin, l'utilisation d'un gradient thermique sur une poutre à épaisseur décroissante montre une atténuation considérable du champ vibratoire.
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Mullen, Michael P. "DATA ACQUISITION, ANALYSIS, AND MODELING OF ROTORDYNAMIC SYSTEMS." DigitalCommons@CalPoly, 2020. https://digitalcommons.calpoly.edu/theses/2164.
Full textAbstract:
Data acquisition systems for rotordynamic analysis and machine vibration were explored for the purpose of replacing the obsolete Bently Nevada ADRE 208 and ADRE for Windows system. These included the development of Matlab based custom data acquisition systems and a user interface. A model of an anisotropic rotor response undergoing transient speed was developed for the rapid prototyping and testing of data acquisition systems. Several methods for the measurement of amplitudes and phase in both the time domain and frequency domain were developed and compared. An alternate data acquisition method which is more inline with industry practices was created for the purpose of spectral analysis. Additionally, an optimized data acquisition strategy was developed for implementation within the Matlab app which included batch processing, state-based acquisition, and differentiated vector and waveform acquisition rates. A Bently Nevada 2300/20 vibration monitor was configured for use in the lab but found unsuitable for replacing the ADRE 208. Ultimately a Bently Nevada ADAPT 3701/44 Vibration Monitor was configured and found to be an adequate replacement for the ADRE 208 system for use in the Cal Poly Vibrations Lab.
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Forsberg, Alexander, and Aras Wali. "Vibration reduction over junctions in buildings." Thesis, KTH, Marcus Wallenberg Laboratoriet MWL, 2021. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-302260.
Full textAbstract:
Structure borne sound can travel multiple paths from one office to another and choosing to sound insulate a specific building element can be difficult since all the building elements are connected together and form a coupled system. The current approach by engineers when investigating transmission paths between spaces in a building is using a computer model and assuming that the junctions are firmly clamped or free. Standardized measuring methods includes a large amount of measuring points on each side of a junction and excitation over large areas. This study intends to investigate if it is possible to gain valuable information with a small amount of measuring points in a field measurement by comparing the data with an analytical model and a finite element model. The field measurement consisted of excitation from an impulse hammer from two excitation points and three accelerometers placed on each side of the junctions and on both sides of the separating wall. The measurement took place in a office building, with no information about the structure other than length, width and thickness of the elements.The reduction over the junctions varied with frequency and no general conclusion could be made about the transmission paths. The results showed high vibration reduction over the junction in low frequencies which then decreased in higher frequencies. Measurement results in low frequencies coincided with the analytical model, that vibration reduction is high over a junction for lighter separating walls in low frequencies and decrease quickly as frequency increases. Different results over each junction was obtained depending on excitation point, which indicates that there is flanking transmission along with the fact that it is a complex coupled system.Strukturburet ljud kan färdas flera olika vägar från ett kontor till ett annat och att ljudisolera en specifik vägg kan vara svårt då alla byggnadselement är ihopkopplade och skapar ett kopplat system. Den nuvarande metoden ingenjörer använder för att undersöka transmissionsvägar mellan rum är att skapa modeller i datorprogram där antaganden att byggnadselementen är fast inspända eller fritt upplagda är gjorda. Standardiserade mätmetoder använder sig av en stor mängd mätpunkter på båda sidor om knutpunkterna och excitationer över stora ytor. Den här studien avser att undersöka möjligheten att erhålla värdefull information med ett fåtal mätpunkter i en fältmätning genom att jämföra den samlade mätdatan med en analytisk modell och en FEM modell. Fältmätningen består av excitation med en impulshammare i två excitationspunkter och tre accelerometrar på vardera sida om knutpunkterna och båda sidor om skiljeväggen. Mätningen utfördes i en kontorsbyggnad, utan någon information om strukturen förutom längd, bredd och tjocklek på byggnadselementen.Reduktionen över knutpunkterna varierade i frekvens och inga generella slutsatser kunde göras angående transmissionsvägar. Resultaten visade hög reduktion i vibrationsskillnad över knutpunkterna i låga frekvenser vilket minskade med ökad frekvens. Mätningsresultaten stämde överens med den analytiska modellen i låga frekvenser, med avseende på att reduktionen över knutpunkter med lätt skiljevägg är hög i låga frekvenser och avtar med ökad frekvens. Resultaten över knutpunkterna var beroende på val av excitationspunkt vilket indikerar att mätresultaten innehåller flankerande transmissioner och att det är ett komplext kopplat system.
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Grialou, Matthieu. "Vibro-acoustics substructuring : Combining simulations and experimental identification of subdomains for low frequency vehicle acoustics." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEI109/document.
Full textAbstract:
La sonorité de l’échappement joue un rôle significatif sur le confort acoustique des occupants, ainsi que sur le caractère du véhicule. L’étude proposée porte sur la problématique industrielle suivante : « Description et quantification de la transmission du son entre la bouche d’échappement et l’intérieur du véhicule ». Physiquement la transmission sonore entre l’échappement et l’intérieur du véhicule s’effectue en trois étapes : Propagation des ondes sonores de la canule à la surface extérieure du véhicule et conversion en énergie vibratoire (1) ; Le bruit structurel se propage de la peau extérieure du véhicule à l’habillage intérieur (2) ; La surface intérieure du véhicule rayonne de l’énergie dans l’air à l’intérieur (3). Dans l’état de l’art proposé, la méthode de sous-structuration vibro-acoustique Patch Transfer Functions (PTF) est considérée comme une alternative viable à la problématique proposée. Cependant, avant d’appliquer la méthode sur un véhicule complet, la problématique suivante devait être résolue : « Caractérisation expérimentale d’un sous-système par des mesures sur un système couplé ». Ce manuscrit propose une méthode originale pour mesurer des fonctions de transfert d’un système découplé, sur la base de la réponse d’un système couplé. En raison de la nature mal posée du problème inverse, une méthode originale de régularisation a été proposée. La méthode a été validée pas des essais numériques, puis par un test physiqueExhaust noise has a significant impact on acoustic comfort and the sound identity of a vehicle brand. The present study focuses on the: “Description and quantification of the sound transmission from the exhaust outlet into the interior of a vehicle”. Physically the noise propagation from the exhaust pipe to the cabin consists of three steps: The sound waves propagate through the air from the exhaust outlet to the external skin of the vehicle (1); the external skin vibrates and transmits its vibration to the internal skin (2); the internal skin radiates sound in the passengers’ cabin (3). The Patch Transfer Functions method, which is based on the framework of dynamic substructuring, allows for the consideration of this complex problem as simpler subproblems that consist of subsystem interactions. Yet the application of the method to a full vehicle requires addressing the problem: “Characterization of Patch Transfer Functions of a subsystem by means of measurement on a coupled system”. This dissertation presents an original inverse method for the measurement of Patch Transfer Functions. In industrial structures, this in-situ characterization is generally the only possible measurement method. Yet, due to the ill posed nature of the problem, the inversion process is difficult. An original regularization method is proposed. The method is tested through numerical simulations, and is validated with an experimental setup
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Hermant, Nicolas. "Observation, modélisation et simulation des vibrations des maquettes de plis vocaux : applications à des configurations pathologiques." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT111/document.
Full textAbstract:
Les travaux de cette thèse portent sur la compréhension des phénomènes physiques sous-jacents à la production normale ou pathologique de la voix. Certaines formes de pathologies pouvant concerner des affections structurelles des cordes vocales (polypes, paralysie, ...) et altérer de façon plus ou moins conséquente la mise en vibration des cordes vocales. Une partie de ces travaux porte ainsi sur l'observation expérimentale de la production de parole pathologique, grâce notamment à la mise au point d'une maquette auto-oscillante de cordes vocales artificielles. Celle-ci reprend la structure de latex remplie d'eau sous pressions des maquettes déjà développées au Gipsa-lab mais permet une plus grande indépendance des paramètres de contrôle. Un accent particulier des manipulations expérimentales est également porté sur la caractérisation mécanique des structures vibrantes, dont la connaissance est indispensable à la reproductibilité et la répétabilité des mesures ultérieures sur la maquette, ainsi qu'à l'analyse des résultats expérimentaux avec couplage aéroacoustique et la validation de modèles numériques associés.D'un côté, un calcul du comportement vibratoire des maquettes basée sur une méthode éléments finis a été mise oeuvre. Le modèle numérique développé utilise ainsi une formulation du couplage hydro-élastique entre le latex et l'eau qui constituent les maquettes et offre la possibilité de prendre en compte les grandes déformations et les pré-contraintes liées au gonflement du latex soumis à une forte pression d'eau. Finalement, un modèle d'écoulement glottique couplé à un modèle mécanique distribué de type "masse-raideur" a été utilisé et étendu pour simuler des comportements pathologiques tels que des asymétries (entre les deux cordes vocales et au sein d'une corde) ou la présence d'une masse ajoutée (kyste, polype). Un procédure d'optimisation de ce modèle sur une configuration expérimentale de référence permet alors de comparer les calculs aux observations des seuils d'oscillation sur les maquettes en présence d'une masse ajoutéeMy PhD work has focused on understanding physical phenomena related to speech production in healthy and pathological conditions. Some pathologies affect the structure of the vocal folds which could lead to a more or less substantial alteration of their vibrations. Part of this work is experimental modeling of speech production applied to pathologies, with the development of a self-oscillating vocal fold replica. This replica is made of water-filled latex, such as have already been developed at Gipsa-lab, but it allows a larger independence within its control parameters and it can be used to reproduce pathological conditions. A particular interest is brought to mechanical characterization of these vibrating structures. This characterization is of primary importance when it comes to repeatability and reproducibility of measurements, as for the analysis of experimental results with aeroacoustic coupling and the validation and improvements of corresponding numerical models.Simulations of the vocal fold vibrating behavior based on the finite element method have been developed. The model uses a formulation of the hydro-elastic coupling between the latex and the water which the replica is made of. It also offers the possibility to take into account the large deformations and the prestress within the latex induced by water pressure. Another numerical approach is made using a theoretical laryngeal flow model coupled with a distributed mass-spring model and a set of resonators. Calculations of the dynamical system stability offer the possibility for comparisons with the experimental setup through a finite set of parameters. This model is adapted to simulate pathological conditions such as asymmetries and the presence of growths (cysts, polyps). Finally, an optimization calculation of this model on an experimental reference configuration of the replica allows us to compare the calculations with the measurements on this replica with the presence of a polyp
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Chesne, Simon. "IDENTIFICATION D'EFFORTS AUX LIMITES DES POUTRES ET PLAQUES EN FLEXION PAR METHODE INDIRECTE." Phd thesis, INSA de Lyon, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00135492.
Full textAbstract:
Le travail de cette thèse s'intéresse à l'identification des efforts (effort tranchant ou moment fléchissant)présents aux limites des structures (plaques ou poutres) à partir de déplacements mesurés. Les expressions analytiques de ces
efforts contiennent des termes proportionnels aux dérivées spatiales du déplacement. L'approximation de ces dérivées aux
limites d'une structure est problématique car ces dernières sont très sensibles aux erreurs de mesure et les méthodes classiques
de calcul (différences finies, méthodes modales, transformée de Fourier spatiales, ...) et de régularisation (filtrage en nombre
d'onde, troncature modale) pour les obtenir ne sont pas adaptées pour une identification aux limites d'un domaine spatial.
Dans ce travail, une approche mathématique est proposée. Il s'agit de calculer les efforts aux limites, sans
utiliser directement leurs expressions analytiques qui contiennent les dérivées spatiales. La méthode est basée sur un calcul
intégral de l'équation de mouvement de la structure considérée, multipliée par une fonction test, qui vérifie des conditions aux
limites particulières. Ces conditions permettent d'extraire, lors du développement du calcul, les efforts recherchés à la limite du
domaine (efforts tranchant ou moment fléchissant).
La technique est développée dans les cas mono dimensionnel (poutre) et bidimensionnel (plaque). Des
simulations numériques illustrent la méthode, testent la robustesse de la méthode, les effets de différent bruits de mesure sur
l'identification, et établissent les limites spatiales et fréquentielles de l'approche. Des expérimentations ont été menées,
montrant la faisabilité de la méthode d'identification en utilisant des mesures réelles.
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Bessac, François. "Utilisation des valeurs propres et vecteurs propres de couplage pour étudier le comportement vibro-acoustique de systèmes couplés." Phd thesis, INSA de Lyon, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00132853.
Full textAbstract:
La caractérisation fine des mécanismes mis en jeu lors du couplage de systèmes vibrants est indispensable pour réduire le volume des calculs (ou le nombre de données à manipuler) nécessaires à la description correcte des phénomènes vibratoires résultants. Dans ce cadre, une nouvelle méthodologie a été développée puis appliquée au cas de deux plaques couplées par un ou plusieurs ressorts. Fondée sur une approche modale et un formalisme vectoriel, elle s'appuie sur l'exploitation d'une matrice de couplage adimensionnelle qui décrit les échanges entre les deux plaques. Cette matrice admet autant de valeurs propres de couplage (quantités totalement déterministes) que de ressorts entre les plaques. Ces valeurs propres sont représentatives de la force du couplage tandis que les vecteurs propres indiquent les chemins modaux de transmissions. L'utilisation de ces quantités propres permet de reconstruire l'état vibratoire des plaques après couplage connaissant leur état avant couplage (en configuration découplée bloquée).
Une méthode simplifiée est développée dans le cas du couplage multiple. Le chemin de transmission dominant est identifié par l'examen et le tri des valeurs propres de couplage. Le fait de ne garder que la contribution correspondant à ce chemin modal dominant donne d'excellents résultats, l'erreur maximum par rapport à la solution de référence atteignant 3 dB aux plus hautes fréquences.
L'application expérimentale de cette méthodologie est possible puisque les valeurs propres de couplage sont mesurables. La méthode s'apparente à une approche de type mobilité, à la différence près que les grandeurs à mesurer sont en configuration découplée bloquée, ce qui permet d'éviter les fréquences singulières inhérentes à l'approche par mobilité classique. Dans des conditions de couplage multiple, l'application de la méthode simplifiée confirme la qualités des résultats obtenus précédemment de façon numérique.
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Sikström, Johannes. "Vibro-acoustic analysis of a satellite reflector antenna using FEM." Thesis, Umeå universitet, Institutionen för fysik, 2011. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-39875.
Full textAbstract:
The acoustic environment generated during launch is the most demanding structural load case for large, lightweight satellite reflector antennas. The reflector is exposed to extremely high sound pressure levels originating from the structural excitation of the rocket engines and exterior air flow turbulence. This thesis aims to predict the structural responses in the reflector due to the acoustic pressure load with a model based on Finite Element Modelling (FEM). The FE-model is validated against a previously performed Boundary Element Method (BEM) analysis. An approach called Split Loading together with a combination of BEM and FEM will be utilized to handle the surrounding air mass and the applied sound pressures. The idea of Split Loading is to divide the structure into several patches and apply a unit pressure load to each patch separately. In the last step the unit pressure is scaled and correlated by a power spectral density calculated from the acoustic pressures. Split Loading will be implemented in software packages MSC.NASTRAN/PATRAN. The model developed in this thesis handles both the added mass of the surrounding air and the sound pressure applied to the reflector. The model can qualitatively well reproduce the results of the BEM-analysis and the test data. However, the model tends to overestimate responses at low frequencies and underestimate them at high frequencies. The end results is that the model becomes too conservative at low frequencies to be used without further development.
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Meziane, Anissa. "Apport des analyses numériques temporelle et fréquentielle dans l'étude des instabilités de contact : validation expérimentale." Phd thesis, INSA de Lyon, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00780573.
Full textAbstract:
Les instabilités générées par frottement sont responsables des divers bruits tels que le crissement, le sifflement ou le broutement ... Pour modéliser et comprendre ce phénomène d'instabilités, les analyses temporelle et fréquentielle sont utilisées sur un système modèle constitué de deux poutres en contact. Dans l'analyse fréquentielle, linéaire, l'instabilité se manifeste par la coalescence de deux modes propres du système. Dans l'analyse temporelle, qui tient compte de l'aspect non linéaire d'un contact frottant, l'instabilité est caractérisée par des zones d'adhérence ou de décollement qui apparaissent au niveau de la surface de contact. Les résultats issus des deux analyses sont cohérents et complémentaires, malgré quelques différences de prédiction. Une validation expérimentale a été effectuée et montre une bonne corrélation entre les résultats numériques temporels et expérimentaux. On met en évidence la pertinence de l'analyse temporelle dans l'étude des instabilités de contact, phénomène vibratoire complexe. On montre également que, même si elle n'apparaît pas suffisante pour caractériser le phénomène d'instabilité de contact, l'analyse fréquentielle donne de bons résultats. L'aspect tribologique est également abordé et met en évidence une interaction permanente entre les phénomènes aux échelles micro- et macroscopique.
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Nief, Guillaume. "Comportement vibroacoustique des conduits : modélisation, mesure et application aux instruments de musique à vent." Phd thesis, Université du Maine, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00366843.
Full textAbstract:
Les effets des vibrations du corps d'un instrument de musique à vent sur le son qu'il produit, sont un sujet d'importance et peu étudié. Les vibrations mettent en jeu divers couplages vibroacoustiques : couplage conduit/fluide interne et couplage conduit/fluide externe. Ces deux mécanismes et leurs effets sont analysés.Un modèle décrivant les couplages entre les vibrations d'un conduit cylindrique et la colonne d'air qu'il contient, permet d'aboutir à une expression de son impédance d'entrée acoustique, qui diffère du cas du conduit indéformable. Pour la plupart des cas d'instruments réels, les effets sont très faibles. Cependant, les couplages sont non négligeables lorsque le conduit présente un léger défaut de circularité, qui est toujours présent en pratique. La perturbation de l'impédance est maximisée lorsque la fréquence de résonance d'un mode mécanique du conduit, un mode d'ovalisation notamment, coïncide avec celle d'un des modes acoustiques de la colonne d'air. Les résultats théoriques sont confrontés à des mesures d'impédance d'entrée sur différents conduits vibrants, validant l'approche. Les sons musicaux produits par ces conduits, associés à des embouchures d'instruments de musique (bec de clarinette et embouchure de tuyau d'orgue), sont analysés. Les effets des vibrations de paroi, dépendant du niveau de perturbation de l'impédance d'entrée, vont d'une légère modification de timbre à des transitions d'un régime périodique "normal" vers un régime pseudo-périodique présentant des battements, non souhaité en situation musicale.
Le couplage conduit/fluide externe est exploré dans le cas d'un pavillon de trombone. Le rayonnement externe du pavillon sous excitation acoustique libre de vibrer diffère très légèrement du cas où ses vibrations sont amorties par du sable. Des différences de quelques décibels sont observées à des fréquences de résonance mécanique du pavillon, pour des modes de vibrations rayonnants, efficaces du point de vue du rayonnement acoustique.
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Rosi, Giuseppe. "Control of sound radiation and transmission by means of passive piezoelectric networks : modelling, optimization and experimental implementation." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00815038.
Full textAbstract:
Cette thèse a comme objet la réduction du rayonnement acoustique des structures minces par un réseau piézoélectrique passif. Une analyse détaillé des caractéristiques de rayonnement des structures minces est présenté, avec l'objectif d'utiliser ces caractéristiques pour l'optimisation de la structure intelligente. Deux stratégies de contrôle sont considérées: contrôle localisé et contrôle distribué. Le contrôle localisé utilise un réseau de actionneurs positionnés en des endroits optimisés, et le circuit est conçu pour concentré l'effort de contrôle dans la réduction de la puissance acoustique rayonnée. La modélisation, l'optimisation et l'étude expérimentale d'une structure intelligente localisée est ici présenté. Le contrôle distribué utilise un réseau uniforme de actionneurs piézoélectriques, connecté à un circuit optimisé pour profiter de cette distribution spatiale en termes de efficacité dans la réduction de la puissance acoustique rayonnée et transmise. Une nouvelle structure intelligente, la plaque avec un électrode résistif (PRE) est ici présenté.
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Durand-Texte, Thomas. "Mesure de vibrations par vision 3D." Thesis, Le Mans, 2019. http://www.theses.fr/2019LEMA1003/document.
Full textAbstract:
La finalité de cette thèse est d’étudier la pertinence et les limites des méthodes de vision 3D couplées à une caméra ultra-rapide pour la mesure de champs vibratoires, sans contact et de manière synchrone, dans le domaine des fréquences associées à la vibro-acoustique. Un premier montage pseudo stéréoscopique, issu de la robotique, mobilisant un jeu de quatre miroirs afin de générer deux vues virtuelles à partir d’une seule caméra réelle, a été testé sur une plaque et un haut-parleur. Les résultats, validés par comparaison avec ceux obtenus avec un vibromètre laser, attestent de la pertinence de l’approche en dépit des contraintes liées aux éléments optiques. Dans une logique de simplification, trois autres montages ont alors été proposés et testés, permettant de concevoir deux techniques de mesure de vibration plein champ et une méthode itérative de rectification d’images (IRIs), adaptées au contexte. La méthode sans miroir utilise une ligne mathématique pour la triangulation et est fondamentalement adaptée à la mesure de vibrations mono-axiales d'objets globalement plans, affichant des déplacements non-répétables selon la normale de la surface ou selon un axe connu. La méthode à caméras asynchrones, quant à elle, utilise une caméra ultra-rapide et une caméra rapide, et permet la mesure de vibrations multi-axiales de phénomènes vibratoires 3D. Les résultats obtenus sur le capot d’une voiture et sur un haut-parleur attestent de son potentiel pour la caractérisation de panneaux ou le test qualité de fin de chaine d’assemblage de haut-parleurs par exemple. En conclusion, les trois protocoles de mesure et les résultats associés sont comparés afin de cibler leurs potentialités et limites respectives dans le contexte de la mesure de vibrationsThe objective of this Ph.D is to study the relevance and limits of 3D vision methods coupled to high-speed cameras and applied to non-contact synchronous vibration measurement, in the vibro-acoustic range of frequencies. A first pseudo stereoscopic set-up, taken from robotics, using a four-mirror adapter in order to generate two virtual viewpoints from a single real camera, has been tested on a plate and a loudspeaker. The results, validated by comparison with those obtained with a laser vibrometre, prove the relevance of the approach, despite some constraints related to the optical elements. In a logic of simplification, three other set-ups have then been proposed and tested, allowing designing two full-field vibration measurement techniques and a method for the Iterative Rectification of Images (IRIs), adapted to the context. The no-mirror method uses a mathematical line to triangulate positions and is basically suited to measure the single-axis vibrations of globally plane objects, displaying non-repeatable displacements along the normal of the surface or along a known axis. The asynchronous cameras technique requires a high-speed and an industrial camera used simultaneously to measure the multi-axis displacements of 3D vibratory phenomena. The results obtained on a car bonnet and a loudspeaker prove its potential to characterise large panels or to carry out end-of-line testing of loud-speakers for example. In conclusion, the three measurement protocols and the associated results are compared in order to assess their respective potentialities and limits in the context of vibration measurement
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Even, Catherine. "Vibrations d'une membrane smectique : rôle de la forme du contour." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006615.
Full textAbstract:
Grâce à leurs propriétés spécifiques (homogénéité de l'épaisseur, de la densité bidimensionnelle et de la tension), les films de cristaux liquides smectiques forment des membranes bidimensionnelles idéales obéissant à l'équation d'onde de Helmholtz, avec les conditions de Dirichlet au bord. Dans cette thèse, une nouvelle expérience a été mise au point, qui permet, pour un film tendu sur un contour donné, de mesurer non seulement son spectre de fréquences propres, mais aussi la forme géométrique des modes. Le rôle de la forme de la membrane a ainsi pu être analysé. On a commencé par étudier une forme "préfractale", constituée par une courbe de Koch quadratique, dont la construction a été arrêtée à un ordre d'itération fini. L'accord entre les résultats expérimentaux et des résultats numériques obtenus par d'autres auteurs, tant sur le spectre que sur l'allure des modes propres, est excellent. Deux mécanismes de localisation des fonctions d'onde, d'origines physiques différentes, ont été mis en évidence. L'autre question étudiée est un problème mathématique que l'on peut résumer par : "Peut-on entendre la forme d'un tambour?" La réponse prévue par les mathématiciens est "non", c'est-à-dire qu'il existe des formes géométriques différentes, conduisant à des spectres de fréquences propres identiques ; ces formes sont appelées "isospectrales". On a ainsi vérifié expérimentalement l'isospectralité de deux contours avec une bonne précision. On a également montré en détail que seules les symétries de construction de ces deux contours, basées sur la théorie des groupes, importaient.
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Ménéxiadis, Géraldine. "Détection à grande distance et localisation du supersonique "Concorde" à partir de signaux infrasonores." Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00487912.
Full textAbstract:
L'objet de cette étude est la résolution d'un problème inverse inédit, à savoir la localisation d'un avion supersonique à partir de signaux acoustiques enregistrés par une station de mesure unique. La distance de l'aéronef à la station de mesure est a priori inconnue, mais peut varier de quelques dizaines à quelques centaines de kilomètres ou davantage. Les signaux exploités à l'occasion de ce travail se situent généralement dans la gamme infrasonore, au-dessous de 20 Hz voire de 10 Hz. L'ONERA ayant mené des campagnes de mesure en Bretagne lors des premiers vols commerciaux transatlantiques de l'avion Concorde, les premières exploitations ont consisté à reprendre les données de ces campagnes et à développer à cette occasion un code de propagation acoustique basé sur la théorie des rayons. Le code de l'ONERA existant SIMOUN a été adapté en trois dimensions pour pouvoir tenir compte de la météorologie réelle et a reçu un certain nombre d'aménagements, dont le calcul de l'atténuation acoustique en fonction de la fréquence et la prise en compte de la rotondité de la Terre dont la négligence aurait entraîné des erreurs importantes aux grandes distances. Le calcul de niveau acoustique étant peu significatif aux distances considérées, des méthodes inédites basées sur l'analyse spectrale ont été développées. Associées à une technique de goniométrie basée notamment sur le calcul des fonctions d'intercorrélation temporelles, elles nous permettent de localiser l'avion supersonique en gisement-distance. Une première méthode, valable jusqu'à 200 kilomètres environ, est basée sur la divergence en fonction de la distance à l'aéronef de l'onde de pression en N correspondant au bang sonique. Il en résulte une modification du spectre en arche caractéristique de cette onde qui peut être corrélée avec la distance de propagation sous réserve de connaître l'onde en N initialement émise, reliée à la vitesse et à la géométrie de l'avion. Une seconde méthode beaucoup plus générale consiste à évaluer l'augmentation de la pente du spectre de l'onde en N, sachant que l'absorption atmosphérique, proportionnelle à la distance parcourue, augmente avec la fréquence et que la dissipation des effets non-linéaires a également tendance à augmenter la pente du spectre du signal. Cette méthode semble convenir pour des distances comprises entre 200 et 1000 km environ et présente l'avantage d'être indépendante des caractéristiques de la source sonore. Afin de pallier aux limitations de cette méthode, principalement liées au rapport signal sur bruit, l'analyse de signaux enregistrés en Suède à 3000 km de l'avion suggère d'utiliser pour les très grandes distances une méthode basée sur la durée totale du signal. Cette durée augmente en effet avec la distance, en rapport avec le phénomène classique de "rumble" qui transforme en roulement de tonnerre le signal impulsionnel émis par un coup de foudre.
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Hedlund, Jakob. "Experimental Investigation of Hydrodynamic Effects on a Vibrating Kaplan Runner." Thesis, Luleå tekniska universitet, Strömningslära och experimentell mekanik, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-62149.
Full textAbstract:
An experimental investigation of a vibrating Kaplan turbine runner was performed in order to understand the hydrodynamic effects and to obtain or confirm the mass and damping coefficients used for dimensioning at the design stage. Improved design can lead to increased efficiency and lifetime of hydropower stations. The method was based on the 90◦ phase shift between acceleration and velocity and their relationship with mass and damping respectively. The experiment examined frequencies between 1–9 Hz at displacements between 0.25–2.00 mm. Results showed a frequency dependent added mass which varied between 1.2 and 1.5 (neglecting the highest and lowest frequencies) and an added damping between 0.8 and 1.2 which became of importance at low frequencies. A mathematical interpretation of the fluid solid interactions (based on the constitutive equation for stresses in a Newtonian fluid) has been derived and connected to the obtained experimental data.
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Bouchet, Laurent. "Calcul du rayonnement acoustique de structures à partir de données vibratoires par une méthode de sphère équivalente." Phd thesis, INSA de Lyon, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00778519.
Full textAbstract:
La prévision du bruit rayonné par une structure vibrante à partir de données vibratoires calculées ou mesurées intéresse de nombreux industriels qui, dés le stade de la conception, peuvent prévoir, analyser et éventuellement corriger les nuisances sonores engendrées par une machine. Grâce aux récents développements des moyens de calcul numériques, les travaux de recherche théoriques et expérimentaux dans le domaine de la vibro-acoustique ont fortement progressé. Ils ont conduit à des logiciels de calcul basés sur des méthodes d'éléments finis ou d'éléments finis de frontière qui nécessitent cependant des investissements importants : calculateurs puissants et utilisateurs avertis. Afin de réduire les temps de calcul, on applique le principe des sources équivalentes en remplaçant la structure par une sphère qui va générer le même rayonnement acoustique que la structure. Le champ de vitesse vibratoire à la surface de la structure étant supposé connu, il est utilisé pour déterminer le champ vibratoire à la surface de la sphère équivalente par minimisation (méthode de la sphère équivalente proprement dite) ou par projection (approche géométrique). Les deux méthodes sont validées sur des exemples numériques et expérimentaux lorsque la structure admet une géométrie simple et compacte. Différents paramètres qui permettent de caractériser le modèle (rayon et position de la sphère par exemple) ainsi que la précision et la stabilité des résultats en fonction du maillage vibratoire et des erreurs de mesure sont discutés.
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Ege, Kerem. "La table d'harmonie du piano - Études modales en basses et moyennes fréquences." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00460783.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est l'étude du comportement vibratoire de la table d'harmonie du piano dans le domaine des moyennes fréquences. Le premier chapitre est consacré à la table dont on présente le rôle, la structure et les matériaux. Les principaux résultats publiés sont regroupés sous forme d'une synthèse bibliographique. Dans un second chapitre, nous présentons une nouvelle méthode d'analyse modale dite haute résolution, permettant de s'affranchir des limitations naturelles de l'analyse de Fourier en termes de résolution spectrale. Celle-ci est validée par comparaison des analyses modales partielles expérimentales et théoriques de plaques minces en aluminium pour des recouvrements modaux compris entre 30% et 70%. Grâce à cette nouvelle méthode, l'identification modale, complète ou partielle, d'une table de piano droit est donnée dans les moyennes fréquences [300-2500 Hz]. L'obtention de l'amortissement moyen propre à la table en épicéa constitue un résultat nouveau dans ce domaine de fréquences. Par ailleurs, l'observation de la densité modale permet de préciser la validité du remplacement de la table raidie par une plaque homogène jusqu'à 1.1 kHz environ. Au-dessus de cette fréquence, la table se comporte comme une juxtaposition de guides d'ondes. L'observation des déformées modales pour ces fréquences, obtenues par un modèle en éléments finis, confirme la localisation des ondes entre les raidisseurs. Le phénomène de coïncidence acoustique se trouve alors profondément modifié par rapport à celui ayant cours pour les plaques minces. L'objectif du dernier chapitre est de proposer une description synthétique d'une table d'harmonie basée sur un petit nombre de descripteurs globaux : densité modale, amortissement moyen, espacement inter-raidisseurs. La validité d'un modèle de plaque homogène équivalente est étudiée et le remplacement de la structure par une plaque en matériau composite est envisagé. La description synthétique permet par exemple d'évaluer les variations de la mobilité au chevalet et du rayonnement dans l'aigu entraînée par une modification de structure (espacement inter-raidisseurs, épaisseur moyenne).
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Thomas, Olivier. "Analyse et modélisation de vibrations non-linéaires de milieux minces élastiques - Application aux instruments de percussion." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005656.
Full textAbstract:
Les vibrations des instruments de percussion non-linéaires (famille regroupant les gongs et les cymbales) présentent des comportements complexes et des caractéristiques propres aux systèmes non-linéaires en conditions normales de jeu. On peut notamment citer le spectre continu et à large bande en vibrations de grande amplitude et la sensibilité aux conditions initiales. Le but de cette étude est de fournir un début de modélisation de ces structures, en vue de comprendre les mécanismes de génération du son et de contribuer à l'établissement d'un modèle pour la synthèse sonore. Dans une première partie sont présentés des résultats expérimentaux conduits sur un tam-tam chinois, lorsque celui-ci est excité à l'une de ses résonances par une force harmonique. Cela permet d'identifier des phénomènes non-linéaires simples, comme une dépendance en l'amplitude des vibrations de la fréquence des oscillations libres, des résonances hystérétiques associées à des phénomènes de saut entre différents régimes de vibration, et des échanges d'énergie entre modes propres résultant de combinaisons de résonances. Une deuxième partie est consacrée à la modélisation des instruments de percussion par des plaques circulaires élastiques à bord libre, en grand déplacement et rotations modérées. Le modèle non-linéaire de Von-Karman est utilisé et son domaine de validité est discuté. Les équations non-linéaires aux dérivées partielles sont ensuite projetées sur la base des modes propres. Le cas particulier où la vibration n'est gouvernée que par un mode est étudié en détail: un modèle analytique de comportement est établi et validé par une étude expérimentale. Lorsque le mode considéré est asymétrique, le couplage entre les deux modes propres dégénérés est prédit quantitativement de façon très précise, au moyen d'un recalage du modèle. Dans une troisième partie, on étudie des systèmes à un degré-de-liberté, composés de barres élastiques articulées. Une interprétation physique des non-linéarités géométriques est tout d'abord proposée. Ces modèles permettent ensuite d'expliquer les comportements unimodaux du tam-tam. L'influence de la géométrie de la structure (à travers sa courbure et son épaisseur) sur l'incurvation des courbes de résonance et la distortion harmonique des signaux de vibrations est clairement établie.
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Thomas, Olivier. "Dynamique linéaire et non linéaire de structures élastiques et piézoélectriques. Instruments de musique, micro/nano systèmes électromécaniques, contrôle de vibration." Habilitation à diriger des recherches, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00718727.
Full textAbstract:
Le présent manuscrit propose une synthèse des travaux de recherche de l'auteur de ces dix dernières années. Il est divisé en deux grandes parties. La première partie regroupe les modèles et techniques de résolution développés par l'auteur pour résoudre des problèmes de dynamique non linéaire des structures élastiques et piézoélectriques. Le fil conducteur de cette partie est celui de la résolution d'un problème de mécanique. La première étape est le choix d'un modèle adapté. Ainsi, on propose une synthèse des modèles non linéaires géométriques de milieux minces, classés et comparés à la fois en terme de formulation et d'hypothèses. Des modèles analytiques et numériques sont mis en regard, depuis leur fondement dans la mécanique des milieux continus non linéaire, jusqu'à leur écriture opérationnelle. Ensuite, des méthodes de résolution adaptées sont décrites : discrétisation des modèles analytiques par projection modale, réduction de modèles éléments finis par la même technique, modes non linéaires, méthodes numériques de continuation. Des techniques expérimentales spécifiques aux vibrations non linéaires sont aussi décrites. La seconde partie donne une vue d'ensemble des principaux résultats associés aux trois thèmes d'application des recherches de l'auteur : la dynamique non linéaire des plaques et des coques, avec des applications aux instruments de musique à percussion, la réduction de vibration de structures par shunts piézoélectriques et enfin les vibrations non linéaires de micro/nano systèmes électromécaniques. Cette seconde partie fait largement référence aux résultats généraux de la première et en donne ainsi des illustrations et des applications.
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Maxit, Laurent. "Extension et reformulation du modèle SEA par la prise en compte de la répartition des énergies modales." Phd thesis, INSA de Lyon, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00777764.
Full textAbstract:
Résumé Dans cette thèse, on propose une approche permettant d'étendre le domaine de validité de la méthode SEA (Statistical Energy Analysis). Elle repose sur une double formulation modale et une reformulation du modèle SEA en ne posant pas l'hypothèse d'équirépartition des énergies modales. La double formulation modale qui est décrite dans le cas général du couplage de systèmes continus tridimensionnels, consiste en une décomposition modale non standard faisant intervenir une double formulation contrainte-déplacement. Les équations modales obtenues sont alors en cohérence avec le modèle supposé de la SEA et se caractérisent à partir des modes des sous-systèmes découplés. Le modèle SmEdA qui découle de la reformulation de la SEA permet d'améliorer la qualité de la prédiction, notamment quand le recouvrement modal est faible ou quand les sous-systèmes sont excités localement. Un des points forts de l'approche proposée est qu'elle peut être facilement associée à une démarche SEA. Il est possible d'appliquer le modèle SmEdA uniquement pour les couplages des sous-systèmes où une amélioration de la prédiction peut être présumée obtenue, et utiliser le modèle SEA pour les autres couplages. L'application du modèle SmEdA à des structures industrielles est possible grâce à l'utilisation de modèles Eléments Finis des sous-systèmes. En supposant l'hypothèse d'équirépartition respectée, il découle de cette approche une nouvelle technique de calcul des facteurs de perte par couplage SEA. Celle-ci ne requière que le calcul des modes des sous-systèmes découplés par Éléments Finis. Les facteurs SEA sont alors obtenus par identification des coefficients des équations modales, sans les résoudre.
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Trdak, Kresimir. "Intensités vibratoire et acoustique dans les tuyaux." Phd thesis, Université de Technologie de Compiègne, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00424848.
Full textAbstract:
Dans cette thèse est étudié le problème de la propagation des énergies vibratoire et acoustique 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
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Rébillat, Marc. "Vibrations de plaques multi-excitateurs de grandes dimensions pour la création d'environnements virtuels audio-visuels: approches acoustique, mécanique et perceptive." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00657634.
Full textAbstract:
La réalité virtuelle ouvre une fenêtre, voulue transparente, sur un monde virtuel dans lequel sont plongés des participants. Conçus d'abord comme uniquement visuels, les mondes virtuels sont maintenant aussi sonores, grâce aux technologies récentes de rendu sonore spatialisé. Le système innovant proposé et étudié ici se compose de larges panneaux de structure sandwich, servant d'écrans, au revers desquels sont collés des excitateurs électrodynamiques qui les mettent en vibration, créant ainsi un champ acoustique autour des auditeurs. Le rendu visuel 3D est généré par stéréoscopie passive adaptative et le rendu sonore spatialisé par holophonie. L'utilisation d'un panneau comme source sonore étendue pour l'holophonie suppose la compréhension de son comportement vibro-acoustique. L'estimation des non-linéarités dans les systèmes vibrants est abordée à partir d'une méthode proposée par A. Farina en 2000 : cette méthode est justifiée sur le plan théorique et son applicabilité est étendue (séparation des sources de non-linéarité). Une méthode d'estimation des modules d'élasticité et des facteurs d'amortissement pertinents pour la propagation dans le panneau sandwich des ondes de flexion et de cisaillement est aussi développée. Le système est caractérisé expérimentalement grâce à ces deux outils. La perception spatiale, par les modalités audio, visuelle et audio-visuelle, du monde virtuel synthétisé par le dispositif est ensuite abordée. Il est montré que les participants fusionnent avec succès les flux auditif et visuel qui leur sont présentés et perçoivent les rendus auditif et visuel de façon spatialement cohérente. Les caractéristiques de leur perception spatiale de l'espace virtuel sont analysées en fonction des modalités mises en jeu et comparées avec les données de la littérature. Le concept d'ancrage du monde virtuel au dispositif réel qui le crée est en outre proposé : la distance entre le sujet et le panneau semble en effet jouer un rôle pivot dans la loi de compression des distances perçues. Enfin, deux applications de réalité virtuelle basées sur ce système illustrent les nombreuses possibilités offertes par cette nouvelle interface "homme-machine".
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Hugues, Florian. "Modelling the vibrations generated by turbulent flows in ducts." Thesis, Compiègne, 2018. http://www.theses.fr/2018COMP2470/document.
Full textAbstract:
La prédiction des vibrations induites par un écoulement est essentielle dans la conception des conduits de nombreuses installations industrielles, en particulier dans l’industrie du gaz. Notre étude concerne la prévision du bruit et la vibration des conduits soumis à un écoulement turbulent à faible nombre de Mach. Notre objectif est de présenter une étude numérique et expérimentale permettant aux ingénieurs de mieux comprendre le couplage entre l’excitation aléatoire et le conduit pour deux géométries (circulaire ou rectangulaire). Une approche expérimentale est développée et utilisée pour valider les prévisions numériques. Deux cas sont étudiés : (i) un conduit droit sans singularité, où les modes acoustiques du conduit sont excités par une couche limite turbulente (TBL) et (ii) un conduit droit avec un diaphragme inséré en amont qui génère une source acoustique localisée. La contribution acoustique est déterminée soit par des méthodes de mesure d’interspectres, soit à l’aide des outils de mécanique des fluides numérique (CFD) et d’analogies aéroacoustiques. La réponse de la structure est estimée par une approche dite de « couplage faible » qui utilise des fonctions de transfert modale d’un conduit fini simplement appuyé. Les mesures conduiront à évaluer et suggérer des améliorations de modèles empiriques existants de densité interspectrale de puissance (CPSD) dans un contexte d’écoulements internes turbulents. Une analyse modale expérimentale d’un conduit rectangulaire finie est confrontée à des méthodes de calcul pour évaluer l’effet des conditions aux limites, du rayonnement acoustique et de l’amortissement aérodynamique. Le couplage fluide structure est analysé par la fonction de « joint acceptance » à la fois dans le domaine spatial et dans le domaine des nombres d’onde. L’excitation comprend à la fois les contributions acoustiques et hydrodynamiques à l’aide des CPSD exprimées sur la base des fonctions de cohérence de type Corcos, champ diffus et modes acoustiques d’ordre élevé. Enfin, les études numériques et expérimentales de cette thèse ont été utilisées pour développer un cadre d’étude et de modélisation du bruit et des vibrations dans les conduites, qui relie la dynamique des fluides, les modèles analytiques et empiriques à des techniques efficaces d’analyse aléatoirePipeline and duct vibrations can cause a range of issues from unplanned shutdownsto decreased equipment life time. Thus, the prediction of flow-induced vibrations is essential in piping design in many industrial plants, especially, for Gas industry. This study deals with the prediction of pipe flow noise and vibration at low Mach number. We aim to present a numerical and experimental study which can offer engineers a better understanding of the coupling between random excitation and duct section for two geometries (circular or rectangular). An experimental facility and measurement approach is developed and used to validate numerical predictions. Two cases are investigated: (i) a straight duct with no singularity, duct acoustic modes are excited by the Turbulent Boundary Layer (TBL) and (ii) a straight duct with a diaphragm inserted upstream generating a localized acoustic source. The acoustic contribution is either measured via cross-spectra based methods or calculated using Computational Fluid Dynamics (CFD) and aeroacoustic analogies. The response of the structure is estimated via a ‘blocked’ approach using analytical modal Frequency Response Functions (FRFs) of a simply supported finite duct. Measurements will lead to evaluate and suggest improvements to existing Cross Power Spectral Density (CPSD) empirical models in a context of internal turbulent flows. Experimental modalanalysis of a finite rectangular duct are confronted to computational methods to assess the effect of the Boundary Conditions (BCs), the resistive damping from coupling with the internal acoustic medium and aerodynamic damping. The fluid-structure coupling is analyzed through the joint acceptance function both in the spatial and wave number domain. The excitation includes both the acoustic and hydrodynamic contributions using CPSD written on the basis of Corcos, Diffuse Acoustic Field (DAF) and acoustic duct mode coherence functions. Finally, the numerical and experimental studies in this thesis were used to develop a framework for studying and modelling pipe flow noise and vibration which links CFD, analytical and empirical models to efficient random analysis techniques
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Orelli, Paiva Guilherme. "Vibroacoustic Characterization and Sound Synthesis of the Viola Caipira." Thesis, Le Mans, 2017. http://www.theses.fr/2017LEMA1045/document.
Full textAbstract:
La viola caipira est un type de guitare brésilienne largement utilisée dans la musique populaire. Elle comprend dix cordes métalliques organisées en cinq paires, accordées à l'unisson ou à l'octave. Le travail de thèse porte sur l'analyse des spécificités des sons musicaux produits par cet instrument, peu étudié dans la littérature.L'analyse des mouvements des cordes pincées au moyen d'une caméra rapide montre l'importance des vibrations par sympathie qui donnent lieu à un halo sonore, constituant une signature perceptive importante. Ces mesures révèlent également l'existence de chocs entre cordes, qui ont des conséquences très clairement audibles. Les mobilités vibratoires au chevalet sont par ailleurs mesurées au moyen de la méthode du fil brisé, simple de mise en oeuvre et peu couteuse dans la mesure où elle évite l'utilisation d'un capteur d'effort. Associée à une analyse modale haute résolution (méthode ESPRIT), ces mesures permettent de déterminer les déformées modales aux points de couplage corde/caisse et donc de caractériser l'instrument.Une modélisation physique, basées une approche modale, est réalisée à des fins de synthèse sonore. Elle prend en compte les mouvements des cordes selon 2 polarisations, les couplages avec la caisse ainsi que les collisions entre cordes. Ce modèle est qualifié de modèle hybride car il combine une approche analytique pour décrire les vibrations des cordes et des données expérimentales décrivant la caisse.Les simulations dans le domaine temporel rendent compte des principales caractéristiques identifiées de la viola caipiraThe viola caipira is a type of Brazilian guitar widely used in popular music. It consists of ten metallic strings arranged in five pairs, tuned in unison or octave. The thesis work focuses on the analysis of the specificities of musical sounds produced by this instrument, which has been little studied in the literature.The analysis of the motions of plucked strings using a high speed camera shows the existance of sympathetic vibrations, which results in a sound halo, constituting an important perceptive feature. These measurements also reveal the existence of shocks between strings, which lead to very clearly audible consequences. Bridges mobilities are also measured using the wire-breaking method, which is simple to use and inexpensive since it does not require the use of a force sensor. Combined with a high-resolution modal analysis (ESPRIT method), these measurements enable to determine the modal shapes at the string/body coupling points and thus to characterize the instrument.A physical modelling, based on a modal approach, is carried out for sound synthesis purposes. It takes into account the strings motions according to 2 polarizations, the couplings with the body and the collisions between strings. This model is called a hybrid model because it combines an analytical approach to describe the vibrations of strings and experimental data describing the body. Simulations in the time domain reveal the main characteristics of the viola caipira
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Roulois, Guillaume. "Etude et simulation du bruit des boîtes de transmission principales d'hélicoptères." Thesis, Dijon, 2011. http://www.theses.fr/2011DIJOS105.
Full textAbstract:
La boîte de transmission principale (BTP) est une des principales sources dubruit perçu dans les cabines d’hélicoptères et pénalise fortement le confort acoustique deséquipages et passagers. Afin de réduire l’impact de cette source, les phénomènes acoustiqueset vibratoires mis en jeu par les boîtes de transmission à engrenages doivent être compris etsimulés durant les phases de développement. De cette façon, le comportementvibroacoustique des BTP pourra être amélioré dès la conception, réduisant ainsi le coût, lamasse et les difficultés d’intégration des solutions d’insonorisation. Ce travail présente lesBTP d’hélicoptères ainsi que le bruit qu’elles génèrent. Il présente également nosdéveloppements concernant la modélisation du comportement dynamique des BTP afin d’encalculer le bruit. Nous avons développé un code éléments finis permettant d’effectuer desétudes paramétriques afin d’ajuster le design des boîtes de transmission lors des phases dedéveloppement. Notre modèle est capable de calculer les efforts dynamiques aux paliers detransmissions composées de plusieurs engrenages cylindriques et spiro-coniques. Enfin, nousanalysons des mesures acoustiques et vibratoires effectuées autour de deux BTP pourplusieurs conditions de couple et vitesse. Ces mesures nous permettent de mieux comprendrele comportement vibroacoustique des BTP et de confirmer certaines tendances observées avecnotre modèleMain gearbox (MGB) is one of the main noise sources in helicopter cabinsand it strongly penalizes acoustic comfort of crews and passengers. In order to reduce theimpact of this source, acoustic and vibration mechanisms of gearboxes have to be understoodand simulated during the development phases. By this way, MGB vibroacoustic behaviourcould be improved by design, thus reducing cost, additional weight and integration difficultiesof sound-proofing solutions. This work presents helicopters MGB and the noise they generate.It also presents our developments regarding the modelling of MGB dynamic behaviour fornoise computation. We have developed a finite elements code allowing to conduct parametricstudies to tune the gearboxes design in early development phases. Our model is able tocompute dynamic loads on bearings of any transmission composed of several cylindrical andspiral bevel gears. At last, we analyse acoustic and vibration measurements done around twoMGB for several conditions of torque and speed. These measurements allow to betterunderstand MGB vibroacoustic behaviour and to confirm some trends observed with ourmodel
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Novell, Sara T. "Design of Structural Stand for High-Precision Optics Microscopy." DigitalCommons@CalPoly, 2020. https://digitalcommons.calpoly.edu/theses/2132.
Full textAbstract:
Lawrence Livermore National Lab (LLNL) is home to the National Ignition Facility (NIF), the world’s largest and most energetic laser. Each of the 192 beamlines contains dozens of large optics, which require offline damage inspection using large, raster-scanning microscopes. The primary microscope used to measure and characterize the optical damage sites has a precision level of 1 µm. Mounted in a class 100 clean room with a raised tile floor, the microscope is supported by a steel stand that structurally connects the microscope to the concrete ground. Due to ambient vibrations experienced in the system, the microscope is only able to reliably reach a 10-µm level of precision.
As NIF’s technology advances, there is a need to both increase optic measurement throughput and to measure damage sites at a higher level of precision. As a result, there is to be another microscope mounted into another clean room lab at LLNL. To assure the microscope can meet its specified level of precision, the stand on which it is mounted was designed to meet the rigorous Environmental Vibrational Criteria standards, or VC curves.
Through the collection of random vibrational data using accelerometers and Power Spectral Density (PSD) analysis, the stand was designed to meet the VC-C curve requirement of velocities below 12.5 µm/sec. Furthermore, the stand design was optimized to avoid resonance at common vibrational signatures throughout the frequency spectrum, placing its first natural frequency at a sufficiently high level to minimize amplification.
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Fraggstedt, Martin. "Vibrations, damping and power dissipation in Car Tyres." Doctoral thesis, KTH, MWL Marcus Wallenberg Laboratoriet, 2008. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-4793.
Full textAbstract:
Traffic is a major source of green house gases. The transport field stands for 32 % of the energy consumption and 28 % of the total CO2 emissions, where road transports alone causes 84 % of these figures. The energy consumed by a car travelling at constant speed, is due to engine inefficiency, internal friction, and the energy needed to overcome resisting forces such as aerodynamic drag and rolling resistance. Rolling resistance plays a rather large role when it comes to fuel economy. An improvement in rolling resistance of 10 % can yield fuel consumption improvements ranging from 0.5 to 1.5 % for passenger cars and light trucks and 1.5 to 3 % for heavy trucks. The objective of this thesis is to estimate the power consumption in the tyres. To do this a car tyre is modelled with waveguide finite elements. A non-linear contact model is used to calculate the contact forces as the tyre is rolling on a rough road. The contact forces combined with the response of the tyre is used to estimate the input power to the tyre structure, which determines a significant part of the rolling resistance. This is the first rolling resistance model based on physical principles and design data. The elements used in the waveguide finite elements tyre model are derived and validated. The motion of the tyre belt and side wall is described with quadratic anisotropic curved deep shell elements that includes pre-stress and the motion of the tread on top of the belt by curved quadratic, Lagrange type, homogenous, isotropic two dimensional solid elements. The tyre model accounts for: the curvature, the geometry of the cross-section, the pre-stress due to inflation pressure, the anisotropic material properties and the rigid body properties of the rim and is based on data provided by Goodyear. To validate the tyre model, mobility measurements and an experimental modal analysis have been made. The model agrees very well with point mobility measurements up to roughly 250 Hz. The eigenfrequency prediction is within five percent for most of the identified modes. The estimated damping is a bit too low especially for the anti-symmetric modes. The non-proportional damping used in the model is based on an ad hoc curve fitting procedure against measured mobilities. The non-linear contact force prediction, made by the division of applied acoustics, Chalmers University of Technology takes the tyre, the road texture and the tread pattern into account. The dissipated power is calculated through the injected power and the power dissipated within each element. It is shown that a rough road leads to more dissipation than a smooth road. A demonstration on real existing motor ways, for which rolling resistance measurements also have been made, show the potential of the method. The damping is very important for the rolling resistance prediction. The damping properties of the tyremodel are therefore updated based on measurement, equivalent structure modelling and viscoelastic material models. This updated model is slightly better at the point mobility prediction and is far better at predicting the damping level of the identified modes from the experimental modal analysis.QC 20100722
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Le, Carrou Jean-Loïc. "Vibro-acoustique de la harpe de concert." Phd thesis, Université du Maine, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00133443.
Full textAbstract:
La harpe de concert est un instrument à cordes dont les propriétés acoustiques et vibratoires ont fait l'objet de peu d'études. L'objectif visé au cours de ce travail de thèse est de comprendre et de modéliser le comportement vibro-acoustique de cet instrument.Dans une première partie, une description générale de l'instrument est proposée, de ses origines à sa constitution actuelle. Une attention particulière est ensuite portée à l'interaction entre le doigt et la corde au moment du pincement : l'analyse d'images obtenues avec une caméra rapide permet d'obtenir les paramètres d'un modèle d'interaction.
Dans une deuxième partie, le rayonnement acoustique du corps sonore de l'instrument est étudié. Ce rayonnement met en jeu des couplages entre la table d'harmonie et la caisse de résonance. Une analyse modale, complétée par des mesures de vitesse particulaire acoustique en sortie d'évents permet d'identier deux modes couplés caractéristiques du comportement vibro-acoustique de l'instrument en basses fréquences. Un modèle discret 2 degrés de liberté décrivant la réponse de la harpe autour des fréquences de ces deux modes est développé. Du fait de la particularité des mécanismes d'amortissement présents dans le système, l'estimation des paramètres du modèle n'est possible que grâce à l'utilisation d'une méthode non standard d'analyse modale : l'appropriation par le calcul. Par ailleurs, le rayonnement acoustique en champ lointain est étudié à l'aide d'une antenne de microphones. La méthode dite des sources équivalentes est appliquée an d'identier une distribution de monopoles acoustiques rendant compte du rayonnement acoustique de l'instrument. Finalement, en basses fréquences, la harpe de concert est modélisée par 2 sources acoustiques élémentaires, l'une placée sur la table d'harmonie et l'autre au niveau des évents.
La troisième partie est consacrée à l'étude des couplages entre les cordes et la table d'harmonie qui donnent lieu à des phénomènes de résonance par sympathie. Ces couplages sont étudiés au moyen d'un modèle d'instrument à cordes générique constitué d'une poutre encastrée à ses extrémités sur laquelle des cordes sont xées à leurs extrémités. Le formalisme du vecteur d'état et la méthode des matrices de transfert sont utilisés pour décrire la propagation des ondes de exion et de compression dans chaque sous-structure (cordes et poutre). A partir des conditions de couplage entre les sous-structures, les modes de l'assemblage sont déterminés et ceux responsables du phénomène de vibration par sympathie sont identiés. Appliqués au cas de la harpe de concert, ces modes, dit sympathiques, sont également extraits expérimentalement. Les multiples couplages entre les cordes, occasionnés par ces modes, donnent lieu à des signaux musicaux présentant un grand nombre de composantes spectrales, dont les fréquences sont parfois très proches et non résolues dans un même partiel. L'identication de ces composantes est alors eectuée par l'emploi de méthodes spéciques du traitement du signal : des méthodes à haute résolution.
Des résultats issus de ces travaux sont mis en perspective pour des applications possibles en facture instrumentale.
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Liu, Man. "Fluid-structural interaction effects on vibrations of pipework." Thesis, University of Aberdeen, 1993. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.385271.
Full text
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Ljunggren, Fredrik. "Reduction of resonant vibrations in lightweight floors." Licentiate thesis, Luleå tekniska universitet, Drift, underhåll och akustik, 2002. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-18006.
Full text
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Pauzin, Marie-Christine. "Modélisation du comportement dynamique d'un agent de contraste ultrasonore." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00430076.
Full textAbstract:
Les agents de contraste ultrasonore (ACU) sont des microbulles de gaz contenues dans une enveloppe biocompatible. Injectés par voie intraveineuse, ils permettent d'améliorer le contraste échographique. La mise au point de nouvelles techniques d'imagerie utilisant les ACU nécessite une connaissance fine de leur comportement dynamique. Un état de l'art comparatif des modèles théoriques, illustrés de résultats numériques, a motivé une étude du caractère non linéaire des équations de Rayleigh-Plesset, Hoff, et Marmottant. Les courbes amplitude-fréquence, obtenues à l'aide du logiciel MANLAB suite à la mise sous forme quadratique des équations, révèlent le caractère mollissant d'un ACU et permettent de quantifier l'influence de l'amortissement visqueux et de l'amplitude de l'excitation acoustique sur la réponse d'un ACU. Un modèle éléments finis (COMSOL MultiphysicsTM) est ensuite proposé pour évaluer la fréquence de résonance d'un ACU (dont l'enveloppe est modélisée par un corps viscoélastique) placé soit dans un milieu fluide infini, soit dans un milieu fluide semi-infini (présence d'une paroi rigide). Les résultats obtenus en milieu infini sont en accord avec ceux issus des modèles théoriques, validant ainsi le modèle numérique. Des études paramétriques ont été effectuées afin d'étudier l'influence du rayon de l'objet et des paramètres de l'enveloppe sur la fréquence de résonance. En présence d'une paroi, il a été mis en évidence que plus l'ACU est proche de celle-ci, plus sa fréquence de résonance diminue. Ce comportement est confirmé par les résultats expérimentaux parus récemment dans la littérature.
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Roberts, G. W. "Vibrations of shells and their relevance to musical instruments." Thesis, Bucks New University, 1986. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.376443.
Full text
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Khelfa, Haithem. "Identification des propriétés d'élasticité et d'amortissement d'une fibre isolée anisotrope par ultrasons laser : ouverture au cas des fibres naturelles." Thesis, Le Mans, 2015. http://www.theses.fr/2015LEMA1016/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur l’étude des propriétés d’élasticité et d’amortissement des fibres micrométriques qui sont utilisées comme des renforts dans les matériaux composites. Des fibres artificielles, homogènes et circulaires, ont fait l’objet d’une étude expérimentale par l’application de la technique des ultrasons laser (USL) couplée à une identification modale basée sur une modélisation des modes des vibrations par éléments finis (FEM). Dans le cas d’une fibre végétale, l’application de la méthode LU requiert la connaissance préalable de la géométrie 3D de la fibre unitaire dans la zone de mesure. Pour déterminer cette géométrie, nous avons développé un dispositif de micro-tomographie par projection optique (OPT) in-situ de la fibre en utilisant la technique de l’holographie numérique. Le manuscrit de thèse est organisé autour de quatre chapitres. Le premier chapitre dresse un état de l’art des fibres micrométriques et des méthodes les plus courantes utilisées pour caractériser leurs propriétés mécaniques. Le second chapitre est dédié à l’aspect théorique de la propagation des ondes acoustiques guidées dans une structure cylindrique (cylindre plein, tubes, section arbitraire). Pour prédire la propagation des ondes acoustiques guidées dans ces structures, un ensemble de méthodes sont présentées. Le troisième chapitre se consacre à l’étude expérimentale des propriétés élastiques et du comportement vibratoire des fibres micrométriques en utilisant la technique USL. Le dernier chapitre du manuscrit présente le principe de la méthode OPT basée sur la microscopie holographie numérique, effectuée in-situ sur la zone USL de la section de la fibre, qui sera utilisée dans le cas d’une fibre unitaire de lin pour connaître sa vraie forme 3DThis thesis focuses on the study of elastic and damping properties of micrometric fibers that are used for the reinforcementof composite materials. Homogeneous and circular artificial fibers were studied experimentaly by the application of the laser ultrasonics (LU) technique, which was coupled to modal identification based on the simulation of the vibration modes using finite element modeling. In the case of plant fibers, the application of the LU method requires prior knowledge of the 3D geometry of the single fiber in the measurement area. In order to determine the geometry of the fiber, we have developed anin-situ optical projection micro-tomography (OPT) device using the digital holography technique. This PhD thesis is organized around four chapters. The first chapter provides a state of the art of the micrometric fibers and the most common methods used to characterize their mechanical properties. The second chapter is elevated to numerical methods of calculation of the propagation of guided acoustic waves in cylindrical structures (solid cylinder, pipes, arbitrary cross-section). In order to predict the propagation of guided acoustic waves in such structures, several methods are presented. The third chapter is devoted to the experimental study of elastic properties and vibrational behavior of micrometric fibers using laser ultrasonics technique (LU). The last chapter of the manuscript presents the principle of the OPT method based on digital holography microscopy, performed in situ on the LU measurement area of the fiber, which will be used tocollect the actual 3D shape of a single flax fiber
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Iurasov, Volodymyr. "Contrôle passif en vibroacoustique avec absorbeur dynamique bistable." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0034.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans cette thèse est dédié à l’étude d’un absorbeur bistable continu basé sur le principe du "Nonlinear Energy Sink" (NES) et son utilisation pour l’atténuation des vibrations d’un système mécanique à plusieurs degrés de liberté sous excitation acoustique. Le modèle analytique du comportement linéaire de l’absorbeur ainsi que le modèle numérique complet ont été présentés, analysés et validés par des séries d’expériences. Le complexité du transfert énergétique ciblé ("Targeted Energy Transfer" ou TET) entre l'absorbeur et le système primaire à contrôler n’a pas permis une description analytique simple. Nous avons donc choisi de concentrer cette étude sur l’exploration expérimentale et numérique de l’absorbeur couplé à des systèmes mécaniques sous excitations harmonique et aléatoire ainsi que sur l’identification des mécanismes de transfert d’énergie. Le système couplé a montré une dynamique très riche du fait de différents régimes de TET qui ont été décrits dans la littérature pour d’autres types de NES. Ce projet a été financé par Saint-Gobain. L’absorbeur a été adapté pour l’application prévue par la direction industrielle de la thèse: contrôle des vibrations de la double paroi sous excitation acoustique afin d’améliorer l’isolation acoustique fournie par le système.Les connaissances qualitatives sur la dynamique de l’absorbeur obtenues à partir des résultats expérimentaux et numériques, ainsi que l’analogie avec les autres types de NES, ont permis la création d’un absorbeur qui répond à la problématique posée. Les moyens pour l’optimisation et le développement de l’absorbeur ont été identifiés et les simulations préliminaires ont été fourniesThe work presented in this thesis is dedicated to the study of a continuous bistable absorber based on the principle of Nonlinear Energy Sink (NES) and its use for the vibration mitigation of a many-degree-offreedom mechanical systems under acoustic excitation. The analytical model of the linear behavior of the absorber and its complete numerical model were presented, analyzed and validated by series of experiments. The complexity of the Targeted Energy Transfer (TET) between the absorber and the primary system did not allow a simple analytical description. We have chosen to concentrate this study on the experimental and numerical exploration of the absorber coupled to mechanical systems under harmonic and random excitations, as well as on the identification of the mechanisms of energy transfer. The coupled system have shown very rich dynamics as it possessed different regimes of TET, which were earlier described in literature for other types of NES. This project was funded by Saint-Gobain. The absorber was adapted for the application foreseen by the industrial supervisors of the PhD: the vibration control of partitioning double walls under acoustic excitation so that to improve the acoustic isolation provided by the system. The qualitative knowledge on the absorber dynamics obtained from the experimental and numerical results, as well as the analogy with the other types of NES, permitted the creation of an absorber which corresponds to the problematic. The ways for the further optimization and development of the absorber were identified and preliminary simulations were provided
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Jönsson, Peter. "Prediction of discomfort due to transient whole body vibrations." Licentiate thesis, Luleå tekniska universitet, 2002. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-17364.
Full textAbstract:
This Licentiate is about Whole Body Vibrations and focuses on transient vibrations with human's discomfort and motion assessment. Whole Body Vibrations occurs when a body is in contact with a vibrating surface. Whole Body Vibrations is a major problem in terrain vehicle, which affects both the physiological and psychological health and discomfort. The first study, Paper A, focus on the prediction of vibration discomfort based on r.m.s.-values in z-direction of seat. In the case of individual results, the correlation coefficient was 0.54. Based on averages for each test condition, the correlation coefficient was 0.93. Study in Paper B focus on the prediction of vibration discomfort and perceived motions. By analysis of vibration values in one-third octave bands of x-direction in the top of the seat backrest, pitch motion and vertical motions in seat, pitch alone with variable length was found to give best correlation with the vector sum of perceived motions (r=0.677). Surprisingly, one-third-octave band higher than 50Hz give a high contribution to the prediction of perceived motions. One of the background variables, "Length of driver", was found to have a statistically significant effect on perceived motions. Tall driver perceived less motion than short drivers. In Paper C, focus on evaluating the effect of two seat design (sliding and fixed) in minimizing the discomfort from transient vibrations. Results showed that sliding seat is superior in attenuating vibration that contains transient vibration in horizontal direction. Sliding seat was perceived to give less overall and low back discomfort compared to fixed seat.Godkänd; 2002; 20070224 (ysko)
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Gerges, Youssef. "Méthodes de réduction de modèles en vibroacoustique non-linéaire." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00933423.
Full textAbstract:
Les structures soumises à des vibrations sont rencontrées dans diverses applications. Dans denombreux cas, elles sont de nature linéaires, mais quand les amplitudes des oscillations deviennentimportantes, cela provoque un comportement non-linéaire. Par ailleurs, les oscillations desstructures dans un milieu fluide entrainent une interaction fluide-structure. Cette thèse porte surla modélisation du problème fluide-structure non-linéaire. Les cas de non-linéarités étudiés sont lanon-linéarité grands-déplacements caractéristique des structures minces, la non-linéarité localiséegéométrique décrivant une liaison non-linéaire entre deux structures et la non-linéarité acoustiqueparticularité des très hauts niveaux de pression.Pour la modélisation de ces problèmes, il se peut que le calcul en réponse demeure infaisable enraison du temps de calcul. D'une part, on est amené à résoudre des systèmes matriciels (symétriquesou non) de grandes tailles générés par la méthode des éléments finis et d'autre part, cetterésolution demande une évaluation de la force non-linéaire à chaque itération. Afin de diminuer lecoût de calcul, la réduction de modèle par des bases de réductions couplées avec un algorithmeparallélisant l'évaluation de la force non-linéaire, est une alternative à la résolution du systèmecomplet. La construction des bases de réduction doit s'adapter au mieux à chaque problème traité.La base modale du problème linéaire est une première approximation puis elle est enrichie par desinformations qui proviennent à la fois de la nature du couplage et du comportement non-linéaire
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Arbouet, Arnaud. "RÉPONSE OPTIQUE ULTRARAPIDE DE NANO-OBJETS MÉTALLIQUES : EFFETS DE TAILLE." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00803216.
Full textAbstract:
Ce travail a porté sur l'étude expérimentale de la dynamique électronique et vibrationnelle dans les nanoparticules de métaux nobles par des techniques pompe/sonde femtosecondes basées sur un oscillateur titane-saphir. Dans un premier temps nous nous sommes intéressés à la thermalisation électrons-réseaux. Une étude en fonction de l'énergie des impulsions de pompe montre la transition entre un régime de forte perturbation et un régime de faible perturbation. Dans ce dernier cas, les temps caractéristiques mesurés sont indépendants de la puissance de pompe et diminuent avec la taille de la nanoparticule pour des diamètres inférieurs à 10 nm. Cette accélération du transfert d'énergie électrons-réseau a été attribuée à une diminution de l'écrantage de l'interaction coulombienne au voisinage des surfaces. Des études préliminaires sur des nanoparticules dont la surface a été modi fiée ont été réalisées. Nous avons ensuite étudié les modes de vibrations acoustiques de nanoparticules métalliques. La contribution au signal dans le domaine temporel de modes radiaux d'ordres supérieurs a été mise en évidence. En réalisant le contrôle optique de ces oscillations, nous avons pu observer sélectivement le mode harmonique radial d'ordre 1 et extraire ses caractéristiques. Parallèlement, une méthode optique de détection et de mesure directe de l'extinction d'une nanoparticule individuelle a été développée. Elle consiste à moduler périodiquement la position d'un échantillon formé par des nanoparticules déposées sur un substrat transparent à très faible densité. L'absorption par une nanoparticule d'un faisceau laser fortement focalisé se traduit par une modulation de l'énergie transmise, qui est détectée. Cette méthode a été utilisée pour mesurer la section e fficace d'extinction de nanoparticules d'or isolées jusqu'à un diamètre de 5 nm. Les valeurs obtenues sont en bon accord avec les prédictions de la théorie de Mie réalisées en prenant une constante diélectrique effective.
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David, Bertrand. "Caractérisations acoustiques de structures vibrantespar mise en atmosphère raréfiée.Méthodes d'estimation relatives aux fréquences et amortissements des modes propres.Applications en acoustique musicale." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011508.
Full textAbstract:
Nous proposons une méthode expérimentale destinée à caractériser l'interaction structure-fluide léger, lorsque les vibrations sont en régime linéaire. Cette méthode s'appuie sur la comparaison entre les fréquences et facteurs d'amortissement des modes propres mesurés lorsque la structure vibre dans l'air et ces mêmes paramètres modaux mesurés en atmosphère raréfiée.Deux méthodes ---non paramétrique et paramétrique--- de traitement du signal sont mises en oeuvre afin de traiter automatiquement un grand nombre de modes. Leur performances d'estimation sont évaluées avec soin, donnant ainsi l'accès aux incertitudes, essentiel pour effectuer des comparaisons valides sur les paramètres
modaux. La méthode paramétrique s'avère nécessaire pour estimer les partiels à composantes exponentielles complexes multiples, dont les fréquences sont trop proches pour être séparables par l'analyse de Fourier.
L'étude de plaques métalliques minces en vibration libre constitue une validation de la méthode expérimentale : l'impédance acoustique, le facteur de rayonnement et
d'autres grandeurs acoustiques déduites de la mesure pour chaque mode de vibration sont cohérentes avec le comportement vibroacoustique attendu. Les rendements acoustiques observés pour une plaque en acier sont de l'ordre de 10% pour les fréquences modales inférieures à la fréquence de coïncidence et supérieurs à 50% pour les fréquences supérieures à celle-ci. Pour la guitare, nous proposons un modèle simple qui décrit le
couplage corde-chevalet en terme d'admittance au chevalet et qui permet d'expliquer pourquoi certains partiels de la vibration de corde présentent des amortissements plus forts dans le vide. Le rendement acoustique de la guitare varie entre 15 et 60% sur
la gamme de fréquence 80-2500 Hz. Enfin, les méthodes de traitement ont permis d'évaluer l'effet acoustique de la restauration du carillon de Perpignan : une tenue
des notes de 15 à 25% supérieure en moyenne après restauration.
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Ruzek, Michal. "Identification expérimentale de l'équation du mouvement de milieux vibroacoustique." Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0153/document.
Full textAbstract:
Ce travail répond à la question de l’identification de l'équation du mouvement à partir des mesures expérimentales. Les structures considérées ont soit une soit deux dimensions. La méthode présentée utilise les méthodes inverses locales qui se basent sur les mesures du champs vibratoire stationnaire. Ces méthodes sont indépendantes des conditions aux limites qui sont inconnues pour l'observateur. Deux méthodes de sélection des modèles sont utilisées pour choisir l'équation du mouvement la plus adaptée parmi un ensemble des modèles a priori. La méthode est appliquée a des nombreux cas expérimentaux. Trois problématiques sont traités: identification de la force axiale dans les poutres et membranes, identification de l'orthotropie de la plaque et identification d'un panel sandwich épaisThis works deals with a question of identification of the equation of motion based on experimental measurements. The considered structures are either one or two-dimensional plane structures. The developed methodology employs local inverse methods based on local steady-state vibration field and it is therefore independent of boundary conditions. Two different model selection techniques are used to select the most adapted equation of motion from a set of apriori candidate models. The method is applied to various experimental case studies as identification of axial force in beams and membranes, identification of plate orthotropy and identification of thick sandwich panel model
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Harris, Nigel. "On the role of longitudinal string vibrations in the generation of violin sound." Thesis, University of Southampton, 2003. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.273858.
Full text
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Lindström, Fredrik. "Attenuation of structure-borne vibrations induced by trains passing railway switches." Thesis, KTH, Marcus Wallenberg Laboratoriet MWL, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-285804.
Full textAbstract:
The study of structure-borne vibrations caused by railway traffic is becoming increasingly relevant along with the expansions of cities, as building projects are forced towards more sensitive areas, e.g closer to railway tracks. With high enough vibration levels, there is a risk for human annoyance inside buildings. Knowledge of the attenuation of vibrations in the ground caused by railway traffic is in such cases of great importance. Where a railway switch is present, higher levels are likely to be generated as the train passes. In this study, measurements of vibrations from railway traffic as trains pass a railway switch was performed. Four accelerometers were placed at different distances away from the track to capture the attenuation. In the analysis of the measurements, the attenuation of train induced vibrations and the dominating response due to the presence of the railway switch is found. From the findings in the measurements, a model based on superpositioning of incoming waves from point sources is developed, that predicts the attenuation of vibrations over distance from a train passing over a railway switch.Kunskap om strukturburna vibrationer orsakade av järnvägstrafik blir alltmer relevant i takt med städers expandering, där byggprojekt tvingas till känsliga områden som exempelvis nära järnvägsspår. Med tillräckligt höga vibrations- nivåer finns det risk för komfortvibrationer i byggnader. Kunskap om vibratio- ners avståndstagande i marken orsakad av järnvägstrafik är i sådana fall av stor betydelse. För områden där en järnvägsväxel är närvarande, kommer troligtvis högre nivåer att genereras när tåget passerar. I denna studie utfördes mätningar av vibrationer från järnvägstrafik när tåg passerar en järnvägsväxel. Fyra accelerometrar placerades på olika avstånd från rälsen för att mäta avståndstagandet. Vid analys av mätningarna erhålls avståndstagandet av markvibrationer orsakade av tågpassager samt den domi- nerande responsen orsakad av järnvägsväxeln. Från resultaten i mätningarna utvecklas en modell baserad på superpositione- ring av inkommande vågor från punktkällor, som förutspår avståndstagandet av vibrationer från ett tåg som passerar över en järnvägsväxel.
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Gintz, Alexandre. "Estimation des échos à basse fréquence dans un local de mesure." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00511194.
Full textAbstract:
Dans un local de mesure, les réflexions sur les parois échos) peuvent s'avérer gênantes. Comme les performances des matériaux absorbants actuels sont réduites aux basses fréquences, le contrôle actif en temps réel des échos à basse fréquence est l'objet d'études au LMA depuis plusieurs années. La principale difficulté rencontrée dans la mise en œuvre de ce contrôle réside dans l'estimation de ces échos, grandeurs non directement mesurables à l'aide d'un capteur. L'objectif de ce travail de thèse a donc été de trouver une méthode d'estimation. Le dispositif envisagé repose sur la discrétisation d'une surface fermée sur laquelle sont disposés des microphones de pression. Des « filtres d'échos », qui relient les signaux de pression sur la surface de microphone aux échos dans le local, sont identifiés in situ en utilisant un protocole expérimental spécifique ou, dans des cas de géométries et de conditions aux limites simples, via un modèle numérique. Les expériences menées dans une maquette de 2×1.1×1.2 m3 munie de 32 microphones ont ainsi montré qu'il était possible d'estimer raisonnablement les échos dans une cavité réfléchissante ou partiellement absorbante, jusqu'à une fréquence d'environ 350 Hz.
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Jaouen, Luc. "Contribution à la caractérisation mécanique de matériaux poro-visco-élastiques en vibro-acoustique." Phd thesis, Université de Sherbrooke, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005973.
Full textAbstract:
Ce travail présente deux méthodes expérimentales de caractérisation des propriétés élastiques et d'amortissement de matériaux poreux acoustiques en régime dynamique.Les modules d'Young ou de cisaillement ainsi que les coefficients
d'amortissement de mousses polymères ou matériaux fibreux sont estimés dans leurs conditions usuelles d'utilisation, i.e. en flexion ou cisaillement et dans des gammes de température et de fréquence habituellement rencontrées dans les industries du bâtiment ou des transports. La théorie de Biot-Johnson-Champoux-Allard est utilisée pour décrire le comportement de ces matériaux poro-visco-élastiques modélisés comme des systèmes diphasiques constitués d'une phase solide et d'une phase fluide, l'air, couplées dans le temps et l'espace.
La première méthode est dérivée de celle de la poutre d'Oberst : un
déplacement transverse est imposé au centre d'une poutre en conditions limites libre-libre. Un calcul par éléments finis hiérarchiques et un algorithme non-linéaire d'inversion sont utilisés afin d'estimer les paramètres inconnus des matériaux et de déterminer leurs évolutions en fonction de la fréquence et de la température.
La seconde méthode est basée sur l'étude des vibrations d'une plaque multicouche en flexion. Un code numérique hiérarchique
simplifié est utilisé conjointement au précédent algorithme d'inversion dans le même but de caractérisation des matériaux poro-visco-élastiques.
Des applications à quelques matériaux, visco-élastiques légers ou
mousses aux propriétés très différentes, ont permis de vérifier la pertinence de ces méthodes face à celles déjà existantes et d'en fixer les limitations.
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Chauvicourt, Fabien. "Vibro-acoustics of rotating electric machines: Prediction, Validation and Solution." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2018. https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/271049/4/thesis.pdf.
Full textAbstract:
The increase of greenhouse gas emission is commonly accepted to largely contribute to global warming, in part due to the massive use of non-renewable fossil energy sources. It is a reason why recently, beside other industrial sectors, electric mobility has been considered as the next generation for transportation systems. But the electrification of a vehicle introduces new challenges in its design since it involves different domains of expertise than the ones from Internal Combustion Engine (ICE) vehicles. In particular, Noise, Vibration and Harshness (NVH) comfort is significantly affected by powertrain changes, i.e. from ICE to electric machine. High and unpleasant acoustic noise from resonances may occur but can be addressed numerically to support decision making processes early enough in the design stages. The accurate prediction of its radiated acoustic noise then requires a thorough multi-physical understanding, from the system-level (electric machine) to the component-level (stator and rotor cores).First from a system-level point of view, two multi-physical modeling frameworks that use different model simplifications were implemented. By comparing simulated results to experimental measurements at each physical step of the modeling flow (electromagnetic, vibration, acoustic), it was shown that both models are accurate enough for pre-designing phases. It was also shown that considering only the stator core to contribute to the vibro-acoustic behavior of electric machines is a valid assumption.Second from a component-level point of view, the rotor and the stator core were investigated. The rotor influence on the complete machine structural dynamics was assessed. Beside the validated effects of different rotor topologies on the radiated noise, an analytical model was successfully developed to explain the occurrence of a particular vibration mode; whose explanation was still not offered in literature. In parallel, the stator core was studied, essentially because it is composed of hundreds of thin laminations stacked together which introduce difficulties in understanding its structural behavior. The effects of the laminations on the structural behavior of the stator core were studied numerically and experimentally as well. Two modeling guidelines were thus provided depending on the mode shape of interest and the computational resources available. The experimental studies comforted these two modeling approaches, and also permitted to highlight the importance of looking at the damping properties. Therefore it was shown that different lamination stacking techniques could affect significantly this damping.Finally the influence of the stacking technique (gluing, welding) on the structural behavior of the laminated compound motivated the implementation of an alternative solution to the mitigation of resonance phenomenon responsible for large acoustic noise. By using a skewed distribution of welding or glue lines, the technique aims at forcing laminations to vibrate with different phases which generates friction between them. The induced damping increases and then depends on the introduced asymmetry and on the mode shape considered. This innovative technique was validated experimentally and showed up to 7 times higher structural damping and 10 dB reduction in structural transfer function amplitudes.Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie
info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Blon, David. "Influence des jonctions sur le comportement vibro-acoustique d'assemblages de structures bois pour le bâtiment." Thesis, Le Mans, 2016. http://www.theses.fr/2016LEMA1034/document.
Full textAbstract:
La forte sensibilité des ouvrages bois aux transmissions latérales, vibrations et autres sons basses fréquences représente un obstacle à leur développement. En réponse à cette problématique, le projet Vibracoubois, dans lequel s'inscrivent ces travaux, vise à développer la caractérisation ainsi que la modélisation des transferts vibro-acoustiques au sein de ces structures. L'objectif principal de ces travaux est donc d'élargir le champ de l'étude expérimentale et numérique à une structure complète constituée de différentes parois et de cavités couplées. Les jonctions, véritables nœuds des systèmes constructifs, sont placées au centre de l'étude. Pour ce faire, un protocole expérimental est développé, permettant d'effectuer des mesures en laboratoire mais également in-situ sur des structures réelles. Les résultats de campagnes d'essais effectuées au sein de deux maquettes d'ouvrages bois (ossature et bois massif) grandeur nature sont présentés. Par ailleurs, en vue de se rapprocher des jonctions réelles du bâtiment, des méthodes numériques de couplage incluant des effets locaux de dissipation sont développées. Une méthode hybride est présentée. Un modèle numérique de la maquette en bois massif, basé sur la méthode des éléments-finis, est créé. L'utilisation de cette méthode est justifiée de par la prépondérance des comportements modaux aux basses fréquences. Ce modèle intègre la méthode hybride en vue d'obtenir un couplage souple entre les parois, par opposition au couplage classique rigide des éléments-finis. Les résultats d'un processus de recalage portant sur les propriétés des parois et des jonctions ainsi que sur le couplage vibro-acoustique sont présentésWooden buildings are very sensitive to flanking transmissions, vibrations and low frequency sounds, which interferes with their development. The Vibracoubois project, in which this research work is part of, aims to respond to this problem by improving the vibro-acoustic transfers characterization and modelling of these structures. This research work mainly focuses on expanding the experimental and the numerical scope of the study to an entire structure made of coupled walls and air cavities. The junctions, considered critical for the vibration propagation in these buildings, are placed at the center of this work. First, an experimental protocol is presented. It allows to measure both the vibro-acoustic behaviour of laboratory and real structures. The results of test campaigns run on two full-scale experimental mock-ups (timber frame and CLT) are then presented. Secondly, numerical coupling methods that include local dissipation effects are developed, in order to get closer to real junctions behaviour. A hybrid coupling method is presented. A numerical model of the CLT mock-up, based on the finite-elements method, is then created. The use of this method is justified because of the strong modal behaviour of these structures at low frequencies. This model implements the hybrid coupling method in order to create flexible junctions, as opposed to the classic rigid coupling of the finite-elements. Based on the CLT mock-up experimental measurements, the results of an adjustment process of the wall and the junction properties used in the numerical model is finally presented
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Trollé, Arnaud. "Evaluation auditive de sons rayonnés par une plaque vibrante à l'intérieur d'une cavité amortie : ajustement des efforts de calcul vibro-acoustique." Phd thesis, INSA de Lyon, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00881029.
Full textAbstract:
Les travaux ont traité de l'ajustement des efforts de calcul vibro-acoustique dans le cadre d'une étude de qualité sonore sur un système vibro-acoustique dès le stade de la conception. Cette recherche d'ajustement a été appliquée au système vibro-acoustique constitué d'une plaque vibrante couplée à une cavité amortie. Pour un calcul fréquentiel, un premier pas dans ce sens demandait à ajuster deux paramètres de simulation importants : la fréquence maximale de calcul, puis le pas fréquentiel de calcul. En termes de contraintes perceptives, il a été cherché pour ces paramètres une valeur ajustée permettant de conserver les tendances qualitatives originellement établies à partir d'une évaluation auditive portant sur les sons réels rayonnés par la plaque dans la cavité. Les sons réels ont été collectés via l'expérimentation sur un banc d'essai constitué d'une plaque en acier couplée à une cavité parallélépipédique ; ces sons correspondaient au son rayonné par la plaque vibrante à l'intérieur de la cavité, enregistré dans diverses configurations structurales du système. Ces configurations impliquaient différentes combinaisons des modalités prises par les 3 paramètres structuraux variables retenus : l'épaisseur de la plaque, les conditions de serrage de la plaque et les propriétés en absorption de la cavité. Les sons enregistrés ont ensuite été soumis par paires à un jury d'auditeurs auxquels il était demandé d'évaluer leur dissimilarité et de donner un jugement de préférence. A partir de l'analyse des informations recueillies, des tendances qualitatives de référence ont été établies, en termes d'espace perceptif de dissimilarité, d'espace perceptif de préférence et de classement de préférence. Dès lors, en travaillant à partir des sons enregistrés, le processus d'ajustement a consisté, i) à déterminer, à partir d'un filtrage passe-bas appliqué aux sons, la fréquence de coupure ajustée qui permettait de préserver les tendances qualitatives de référence, ii) à rechercher le pas fréquentiel ajusté, à imposer aux spectres des sons avant synthèse, qui permettait de maintenir les tendances qualitatives précédemment établies.
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Dupont, Thomas. "Transparence et absorption acoustiques des structures microperforées." Phd thesis, INSA de Lyon, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00468475.
Full textAbstract:
Nous présentons la théorie de base des plaques microperforées (MPP) fines. Nous la comparons avec des mesures. Nous l'intégrons dans un modèle analytique de transparence appliqué à un système basique de plaques infinies : MPP couplée par une cavité d'air à une plaque flexible. Nous étudions l'influence que peut avoir l'ajout d'une MPP sur les propriétés de transparence de plaques. La comparaison avec des mesures de transparence et d'absorption faites en champ diffus valide le modèle. Il est ensuite intégré à des systèmes plus complexes permettant l'optimisation de leur acoustique. Ne voulant plus nous limiter à des MPP fines, nous proposons une approche basée sur la résolution des équations de Kirchhoff pour des tubes très fins. Toutes les corrections nécessaires à la généralisation des structures microperforées sont présentées. Une comparaison avec le modèle de base pour les plaques fines est proposée permettant la discussion de ce modèle. Enfin nous proposons des approximations de notre modèle pour les MPP fines.
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Stelzer, Rainer. "Une méthode énergétique pour les systèmes vibro-acoustiques couplés." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00780602.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse présente le développement de la méthode "statistical modal energy distribution analysis (SmEdA)" pour des systèmes vibro-acoustiques couplés. Cette méthode de calcul est basée sur le bilan énergétique dans des sous-systèmes fermés couplés, comme une structure ou une cavité. L'interaction entre de tels systèmes est décrite par des couplages entre les modes. La version initiale de SmEdA prend en compte seulement les modes qui ont une fréquence propre dans le bande d'excitation. Le travail présenté ici étudie l'effet des modes non résonants sur la réponse et identifie les cas dans lesquels un tel effet devient important. L'introduction des modes non résonants permet d'utiliser la méthode SmEdA dans des cas d'applications plus larges. En outre, une nouvelle méthode de post-traitement a été développée pour calculer des distributions d'énergie dans les sous-systèmes. Finalement, une nouvelle méthode d'approximation pour la prise en compte des modes de systèmes de grandes dimensions ou mal définis a été formulée. Toutes ces méthodes ont été comparées avec d'autres méthodes de calcul via des exemples académiques et industriels. Ainsi, la nouvelle version de SmEdA incluant le post-traitement pour obtenir des distributions d'énergie a été validé et les avantages et possibilités d'applications sont montrés.