Modélisation et optimisation de l'atténuation du rayonnement acoustique de plaques minces par dispositifs piézoélectriques shuntés
Résumé
Le présent travail concerne la modélisation et l'optimisation de la réduction du rayonnement acoustique de plaques minces dans le domaine de basses fréquences à partir d'éléments piézoélectriques shuntés. Dans un premier temps, les modes de vibration les plus rayonnants de la structure sont identifiés par l'évaluation de la puissance acoustique rayonnée. Ensuite, ces modes sont atténués par l'utilisation de pastilles piézoélectriques connectées à des circuits électriques de type shunt résistifs et résonants. Des modèles éléments finis d’ordre réduit sont développés pour la structure (plaques avec pastilles piézoélectriques) de façon à prendre en compte les couplages électromécaniques de façon efficace. Ces modèles discrets, basés sur une formulation originale, sont ensuite utilisés pour optimiser le système électromécanique, dans le but de maximiser l’atténuation des vibrations et du bruit rayonné. Pour cela, des procédures d’optimisation sont développées pour déterminer les géométries et les emplacements des pastilles piézoélectriques permettant de maximiser le coefficient de couplage électromécanique modal entre les éléments piézoélectriques et le mode mécanique qu’il s’agit d’amortir, ceci de façon indépendante du choix des composants du circuit électrique. Des exemples numériques sont finalement présentés afin d'évaluer et d'analyser notre approche.
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