Elève Ingénieur de Polytech Lyon, Spécialité Mécanique, Année 5

Le cours aborde en parallèles les aspects vibratoires, acoustiques et les couplages fluide-structure :

Vibrations :

• Analyse modale :
  • Descriptions cinématiques par technique variationnelle et éléments finis des systèmes continus : effets secondaires type inertiel et cisaillement transverse, structure précontraintes, Méthodes des réduction et de sous-structuration
  • Vibrations des structures localement unidimensionnelles précontraintes : Câbles fortement tendu ou non, Poutres en flexion précontraintes composites ou non
  • Vibrations des structures localement bidimensionnelle précontraintes : Plaques en flexion, Coques cylindriques
• Vibrations aléatoires
  • Introduction aux Vibrations aléatoires des structures
  • Vibrations d'une plaque plane sollicitée par une couche limite turbulente

Acoustique :

• Sources acoustiques : équation des ondes avec terme source ; Fonction de Green en espace libre, monopôles, dipôles et quadripôles.
• Méthodes intégrales : formulation intégrale des problèmes de rayonnement et de diffraction, conditions de Sommerfeld, théorème de Green et résolution par formulations intégrales et méthodes directes.
• Rayonnement de plaques : rayonnement des ondes de flexion d'une plaque infinie, rayonnement du piston plat baffé, méthodes d'éléments finis de frontière, formule de Rayleigh.
• Introduction à l'acoustique des conduits : résolution de l'équation d'Helmholtz, théorie monodimensionnelle (circuits acoustiques).
• Notions d’antibruit : stratégies de contrôle, antibruit en conduit (1D), antibruit 3D. 

Couplage fluide-structure :

• Introduction, classification des problèmes d'interaction fluide-structure, rappel des équations d'élastodynamique linéaire, exemples phénoménologiques.
• Effets inertiels en interaction fluide structure - fluide au repos ; Fluide incompressible, sans écoulement ; Effet de masse ajoutée
• Effets inertiels en interaction fluide structure - effets de surface libre ; Fluide incompressible, sans écoulement ; Phénomènes de capillarité, de gravité ; Modes de ballottement ; Couplage avec les modes de structure
• Vibro-acoustique des espaces clos, formulation numérique ; Fluide compressible, sans écoulement ; Couplage modes de structure / fluide ; Hypothèse de fluide léger
• Couplage structure / fluide en écoulement interne ; Fluide incompressible, avec écoulement ; Systèmes tubulaires rigide sur supports élastiques ; Systèmes tubulaires déformables

Compétences du Référentiel de la Spécialité Mécanique mises en oeuvre et évaluées :
Proposer une solution adaptée, dans le domaine de la Mécanique, en prenant en compte les contraintes environnementales

• Définir  un à plusieurs scenarii en réponse au cahier des charges
• Concevoir une réponse à un problème dans les domaines relevant de la mécanique des fluides, des structures et / ou de l'acoustique  en prenant en compte la logistique et les moyens
• Prédimensionner une solution mécanique
• Modéliser un problème  dans les domaines relevant de la mécanique des fluides, des structures et / ou de l'acoustique en s'appuyant sur une démarche scientifique
• Développer des méthodes de résolution numérique spécifiques pour la résolution d'un problème mécanique complexe
• Identifier un outil numérique commercial adapté et le mettre en œuvre dans la simulation numérique d'un problème mécanique complex
• Produire / Mettre en oeuvre une solution d'essai à valider
• Définir et interpréter des éléments de performance pour proposer une solution optimale
• Produire / Mettre en oeuvre la solution choisie

Intégrer la logique entrepreneuriale environnementale et technique de l'innovation

• Transposer/adapter une solution dans un autre domaine
• Réunir autour d'un projet innovant des compétences et techniques diverses et adaptées

Cet enseignement traite des aspects avancés en Vibrations et en Acoustique, en abordant les aspects de couplage fluide-structure. Du côté des vibrations, sont introduites les structures précontraintes  élémentaires, composites ou non (câbles, poutres , plaques et coques cylindriques), ou complexes (assemblages se structures élémentaires). L’étude vibratoire des assemblages complexes est l'occasion d'aborder les techniques de sous-structuration. La partie acoustique introduit notamment les notions de sources acoustiques, de rayonnement de plaques et les couplages vibro-acoustiques. Sont également traitées les bases des méthodes d’analyse des couplages vibro-acoustique, aéro-élastique et hydro-élastique.