Modélisation par la théorie de Biot modifiée des matériaux acoustiques et des structures habillées Lassen Mebarek, Mohamed Ali Hamdi Straco S.A. - Compiègne
Résumé Une formulation mixte par éléments finis adaptée à l’analyse de la propagation des ondes élastiques et acoustiques dans les milieux poreux absorbants est présentée. La formulation est basée sur les équations de Biot modifiées écrites en terme de déplacement dans le squelette et de pression acoustique dans le fluide interstitiel. Cette formulation permet de prendre en compte le couplage du milieu absorbant poreux avec une structure élastique et une cavité acoustique représentées par leurs composantes modales. De plus elle réduit à un minimum le nombre de degrés de liberté et elle simplifie les efforts de modélisation en permettant la construction d’une matrice d’impédance généralisée qui se superpose au système matriciel vibro-acoustique initial (structure nue couplée à la cavité acoustique). Cette formulation a été implémentée dans le module RAYON-PEM du logiciel I-DEAS Vibro-Acoustics développé par STRACO. Pour montrer la validité de la formulation, une comparaison entre des résultats numériques et des résultats expérimentaux fournis par des constructeurs et des équipementiers automobiles est présentée. Abstract A mixed finite element formulation adapted to analyze the propagation of elastic and acoustic waves in porous absorbing media is presented. The formulation is based on modified Biot’s equations written in terms of the skeleton displacement and the acoustic pressure in the interstitial fluid. This formulation allows to take into account the coupling between the porous absorbing media with an elastic structure and an acoustic cavity represented by their modal components. In addition it reduces to a minimum the number of degrees of freedom and simplifies the modeling effort by allowing the computation of a generalized impedance matrix which is added to the initial vibro-acoustic matrix system (bare structure coupled to the acoustic cavity). This formulation has been implemented in RAYON-PEM module of I-DEAS Vibro-Acoustics software developed by STRACO. To show the validity of the formulation, a comparison between numerical results and experimental results provided by automotive manufacturers and suppliers is presented.
