Modélisation de l'acoustique linéaire en fluides thermovisqueux au repos
Résumé
Au cours de la propagation de phénomènes acoustiques, les phénomènes de conduction thermique et de viscosité de cisaillement et de volume donnent lieu à des irréversibilités thermodynamiques qui sont à l’origine de phénomènes dissipatifs. En raison des conditions aux frontières, ces effets diffusifs sont particulièrement intenses au voisinage des parois, à l’intérieur des couches limites « thermique » et « visqueuse », et peuvent influencer sensiblement le champ acoustique, notamment pour des systèmes dont les dimensions se rapprochent des épaisseurs de couches limites. La modélisation de ces phénomènes est donc nécessaire dans les applications de l’acoustique en microtechnologies, mais également pour l’étude à l’échelle microscopique de matériaux poreux, la métrologie fine de capteurs acoustiques, ou toute autre application. Ce travail présente différents résultats obtenus sur la base de la formulation de l’acoustique linéaire en fluide thermovisqueux à partir des variables de température et de vitesse acoustiques. Après un rappel de l’intérêt de cette formulation pour la prise en compte des conditions aux limites, cette formulation est utilisée, à titre d’application, pour l’étude analytique de la réflexion d’une onde plane sur un plan rigide en tenant compte de la diffusion thermique à l’intérieur de la paroi. L’admittance équivalente aux effets de couche limite est présentée dans cette configuration, ainsi que l’effet de la diffusion thermique des parois. Une application de la formulation « température-vitesse » à un modèle d’éléments finis pour étudier les effets de couches limites en frontières non planes est également présenté.