Exercices d'Acoustique. Corrigés détaillés. Rappels de cours. Tome 1 : exercices de base
Exercices d'Acoustique. Corrigés détaillés. Rappels de cours. Tome 1 : exercices de base
Exercices d'Acoustique. Corrigés détaillés. Rappels de cours. Tome 1 : exercices de base
Exercices d'Acoustique. Corrigés détaillés. Rappels de cours. Tome 1 : exercices de base

Exercices d'Acoustique. Corrigés détaillés. Rappels de cours. Tome 1 : exercices de base


Collection :

Ce recueil en trois tomes contient un ensemble d'exercices et de problèmes d'Acoustique Physique (Fondamentale).

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ISBN : 9782364935372
Référence : 1537
Année de parution : 2016

Ce recueil en trois tomes contient un ensemble d'exercices et de problèmes d'Acoustique Physique (Fondamentale). Il s'adresse principalement à tout étudiant ou élève ingénieur qui souhaite acquérir une solide formation dans ce domaine en lui proposant des exercices d'entraînement mais surtout des sujets de réflexion à partir de problèmes traités de manière approfondie. Ces trois tomes suivent une progression de niveau croissant correspondant à la licence, au master et à l'initiation à la recherche. Ils permettent successivement de traiter les bases de la propagation acoustique en fluide idéal (tome I), d’approfondir des problèmes seulement effleurés dans le premier tome (tome II), et d’aborder brièvement certains thèmes plus avancés de l’acoustique (tome III).

Ainsi sont étudiés tour à tour les phénomènes de propagation acoustique en espaces ouverts, en guide et en espaces clos, à une, deux et trois dimensions, puis les phénomènes de rayonnement, de diffraction et de couplage fluide-structure, le tout dans le cadre de l’acoustique linéaire en fluide idéal et en présence ou non de sources. Enfin sont abordés divers effets acoustiques liés aux écoulements et gradients de propriétés des milieux considérés, ou à la viscosité et à la conduction thermique des fluides.

Les méthodes exposées sont celles en usage dans les différents problèmes abordés : formulations différentielles et leurs solutions analytiques, représentations modales, formulations intégrales, représentations de Fourier et de Laplace, méthode de la phase stationnaire, méthode de Wiener-Hopf, ... Elles font l’objet de brefs rappels en tête de chapitres. Ces rappels sont une aide au lecteur. Ils ont également pour objectif de poser les notations de l'ouvrage. Mais ils n'ont pas la prétention de remplacer les exposés systématiques que l'on trouve dans les manuels de base. Une liste non exhaustive de tels ouvrages figure à la fin de chacun des trois tomes.

Certains exercices comportent une part de résolution numérique. Il s'agit de calculs légers et le choix de l'outil numérique est laissé au lecteur.

La présentation proposée tente de répondre à une double exigence : exprimer et résoudre un ensemble de problèmes réels fondamentaux de l'acoustique dans un souci de compréhension en profondeur des phénomènes physiques étudiés. En conséquence certains exercices prennent des allures de problèmes relativement complets donc longs ; dans la pratique, des extraits peuvent bien entendu être considérés indépendamment du reste de l’exercice. Les auteurs souhaitent par là suggérer quelques pistes pédagogiques à leurs collègues enseignants.

Les problèmes réels sont bien évidemment le plus souvent beaucoup plus complexes que ceux, relativement académiques (par nécessité), traités dans cet ouvrage : ils nécessitent alors en pratique des développements plus sophistiqués, souvent numériques. Au demeurant, les développements analytiques proposés ici restent proches de la réalité physique ; ils permettent au moins de dégager les concepts fondamentaux et d'analyser les comportements essentiels.

Référence : 1537
Nombre de pages : 300
Format : 17x24
Reliure : Broché

Chapitre 1. Généralités

1 Rappels introductifs - Premières notions sur le signal sonore

R1 Le son : niveaux, fréquences

EXERCICE 1.1 : Niveaux sonores en multi-exposition

EXERCICE 1.2 : Bandes d’octave

EXERCICE 1.3 : Bandes de tiers d’octave

 

2 Hypothèses et équations fondamentales

R2 Les équations de l’acoustique en milieu fluide

EXERCICE 2.1 : Equation de propagation dans une direction n

EXERCICE 2.2 : Sens de propagation d’une onde

EXERCICE 2.3 : Représentations spatiale et temporelle d’un signal

EXERCICE 2.4 : Réflexion d’un signal sur une interface

EXERCICE 2.5 : Ondes stationnaires

EXERCICE 2.6 : Pression réelle à partir de la pression complexe

 

3 Le signal temporel - Grandeurs énergétiques

R3 Moyennes temporelles et grandeurs énergétiques

EXERCICE 3.1 : Harmoniques d’un signal -Décomposition en série de Fourier d’un créneau

EXERCICE 3.2 : Grandeurs acoustiques moyennes pour une onde plane ou pour une onde à symétrie sphérique

EXERCICE 3.3 : Les grandeurs énergétiques et leurs moyennes pour les champs monochromatiques

 

Chapitre 2. Problèmes unidimensionnels

Généralités sur l’acoustique unidimensionnelle

R1 Définition et équations de propagation

R2 Représentations des champs unidimensionnels

R3 Impédance et admittance relatives (ou spécifiques)

 

1 Guides d’ondes rectilignes de longueur finie

EXERCICE 1.1 : Tubes acoustiques élémentaires

EXERCICE 1.2 : Tube fermé par des parois d’admittances non nulles

 

2 Mesures en espaces clos

EXERCICE 2.1 : Détermination de l’impédance d’un matériau (tube de Kundt)

EXERCICE 2.2 : Identification de sources

 

3 Problèmes d’interfaces

EXERCICE 3 : Adaptation d’impédances

 

Chapitre 3. Problèmes bidimensionnels en coordonnées cartésiennes

1 Interfaces et parois

R1 Interaction d’une onde plane monochromatique avec une interface

EXERCICE 1.1 : Phénomènes énergétiques lors de la rencontre d’une onde plane avec une interface

EXERCICE 1.2 : Réflexion d’une onde plane sur une paroi impédante – Impédances équivalentes

 

2 Guides d’ondes bidimensionnels

R2 Les ondes guidées entre deux parois rigides

EXERCICE 2.1 : Contenu énergétique d’une onde guidée

EXERCICE 2.2 : Réflexion/transmission d’une onde guidée sur une section interfaciale

EXERCICE 2.3 : Guide bidimensionnel à parois réactives

EXERCICE 2.4 : Ondes modales dans un conduit stratifié à deux fluides

 

3 Les cavités rectangulaires

R3 Retour sur les problèmes aux valeurs propres

EXERCICE 3 : Fréquences propres d’une cavité rectangulaire à parois rigides

 

Chapitre 4. Ondes guidées dans les conduits en géométrie tridimensionnelle

Introduction au concept de guides, des exemples

1 Les guides cylindriques de section quelconque

R1 Ondes guidées en fluide léger dans un conduit à parois rigides

EXERCICE 1.1 : Guide à paroi réactive

EXERCICE 1.2 : Guide à deux fluides

 

2 Cas du guide de section rectangulaire

EXERCICE 2.1 : Ondes monochromatiques dans un guide de section rectangulaire de longueur infinie

EXERCICE 2.2 : Source monochromatique couplée à un guide d’ondes de section rectangulaire de longueur finie

 

Chapitre 5. Les ondes en coordonnées cylindriques

Rappels introductifs – Formes du champ physique

R1 Les solutions harmoniques

R2 Quelques exemples de solutions

R3 Modes propres dans les conduits cylindriques à paroi rigide

 

1 Conduits circulaires creux ou annulaires

EXERCICE 1.1 : Modes guidés en conduit infini

EXERCICE 1.2 : Modes stationnaires en conduit fini

EXERCICE 1.3 : Conduit à paroi impédante

EXERCICE 1.4 : Conduit annulaire

 

EXERCICE 2.1 : Tube avec paroi méridienne rigide

EXERCICE 2.2 : Conduit partiellement obstrué

 

Chapitre 6. Les ondes en coordonnées sphériques

1 Rappels introductifs

R1 Forme des champs acoustiques en géométrie sphérique

2 Solutions à symétrie sphérique

R2 Forme générale des solutions

EXERCICE 2.1 : Impédance de rayonnement et puissance moyenne

EXERCICE 2.3 : Flux de puissance d’une source monopolaire

EXERCICE 2.4 : Intensité d’une source ponctuelle en présence d’une paroi

EXERCICE 2.5 : Limite de perception

EXERCICE 2.6 : Ondes stationnaires internes

 

3 Les sources multipolaires

R3 Dipôle et multipôles - Applications

EXERCICE 3.1 : Sources polaires équivalentes

EXERCICE 3.2 : Sources monopolaires déphasées

EXERCICE 3.3 : Puissance d’émission d’un dipôle

EXERCICE 3.4 : Sphère rigide oscillante

 

 

Bibliographie

Livres de l'auteur Michel Bruneau

Livres de l'auteur Philippe Gatignol

Livres de l'auteur Patrick Lanceleur