Modélisation numérique des guides d’onde ouverts : cas des structures élastiques courbes

Khac-Long Nguyen 1 Fabien Treyssede 1 Anne-Sophie Bonnet-Ben Dhia 2 Christophe Hazard 2
2 POEMS - Propagation des Ondes : Étude Mathématique et Simulation
Inria Saclay - Ile de France, UMA - Unité de Mathématiques Appliquées, CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7231
Résumé : Pour le contrôle non destructif des matériaux et structures, les ondes élastiques guidées sont intéressantes en raison de leur longue distance de propagation. Cependant pour les guides enfouis dans un milieu infini, les modes peuvent devenir à fuite. Ces modes s'atténuent selon l'axe du guide en raison du rayonnement de l'énergie, ce qui réduit leur distance de propagation. La recherche des modes les moins atténués est donc nécessaire. Le calcul numérique des modes dans les guides enfouis présente une difficulté: les amplitudes des modes à fuite croissent dans la direction transversale. Une technique consiste à combiner la méthode des éléments finis semi-analytique (SAFE) et la méthode des couches parfaitement adaptées (PML). Cette méthode a été implémentée récemment par les auteurs pour simuler des plaques multi-couches enfouies et des guides enrobés de section arbitraire. Néanmoins, ces travaux ne considèrent que des guides droits, sans courbure. Nous nous intéressons ici à la modélisation par méthode SAFE-PML des structures courbes, plus particulièrement hélicoïdales, enrobées dans un solide. La motivation de ce travail est le contrôle non destructif des torons, structures multi-brins hélicoïdales, constituant les câbles de génie civil. Dans le vide, on peut simuler les guides hélicoïdaux par méthode SAFE grâce à des coordonnées hélicoïdales. Notre travail consiste à appliquer des PML selon des directions transversales twistées pour calculer les modes à fuite. Deux cas tests sont étudiés. Le premier cas test correspond à un cylindre "twisté" dans une matrice solide et permet de valider la méthode SAFE-PML twistée. L'effet du twist sur le spectre des modes propres est présenté. Le deuxième cas consiste à simuler un brin hélicoïdal enrobé. L'effet de la courbure du guide sur l'atténuation axiale des modes est étudié. Enfin, la simulation d’un toron plongé dans un coulis de ciment sera présentée.
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Contributor : Ifsttar Cadic <>
Submitted on : Tuesday, February 24, 2015 - 1:09:32 PM
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Long-term archiving on : Monday, May 25, 2015 - 10:05:29 AM

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Khac-Long Nguyen, Fabien Treyssede, Anne-Sophie Bonnet-Ben Dhia, Christophe Hazard. Modélisation numérique des guides d’onde ouverts : cas des structures élastiques courbes. 12ème Congrès Français d'Acoustique, Apr 2014, Poitiers, France. 7p. ⟨hal-01064517⟩

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