Étude théorique d'ondes de volume, localisées et de surface dans les cristaux phononiques granulaires PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Étude théorique d'ondes de volume, localisées et de surface dans les cristaux phononiques granulaires PDF full book. Access full book title Étude théorique d'ondes de volume, localisées et de surface dans les cristaux phononiques granulaires by Hélène Pichard. Download full books in PDF and EPUB format.
Author: Hélène Pichard Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
Book Description
Ce travail de thèse porte sur l'étude de la propagation d'ondes de volume et d'ondes de surface dans des cristauxphononiques granulaires en régime linéaire. Différents aspects sont développés dans ce manuscrit. L'effet de la prise encompte des degrés de liberté en rotation des particules sur la structure de bande de différents cristaux phononiquesgranulaires est étudié. En effet, l'introduction de ces degrés de liberté additionnels rend possible l'existence de modes derotation qui interagissent fortement avec les modes transverses. Ce travail s'intéresse aussi à l'existence d'ondeslocalisées et d'ondes de surface dans des cristaux phononiques granulaires et en particulier à la comparaison des théoriesdéveloppées avec les prédictions de la théorie de Cosserat. Dans un premier temps, l'étude d'une chaîne phononique granulaire monoatomique est présentée. En considérant lachaîne semi-infinie avec une condition aux limites appliquée à son extrémité, le modèle analytique démontre l'existence demodes localisés, chaque mode étant composé de deux modes évanescents. Ensuite, une description théorique des modes se propageant dans un cristal phononique granulaire en deux dimensions est présentée. Les particules possèdent trois degrés de liberté, deux en translation et un en rotation. L'analyse des interactions entre ondes de translation et ondes de rotation permet de mettre en évidence une grande richesse de structure de bandes ainsi que des phénomènes particuliers (bandes interdites complètes, cône de Dirac, modes non-monotones, phénomène de double réfraction). Dans un dernier temps, une analyse de l'existence d'ondes de Rayleigh et de cisaillement horizontal dans un cristal phononique granulaire en trois dimensions est effectuée. Les limites de la théorie de Cosserat dans la description d'ondes acoustiques de surface dans les milieux micro- et nano-inhomogènes sont établies.
Author: Hélène Pichard Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
Book Description
Ce travail de thèse porte sur l'étude de la propagation d'ondes de volume et d'ondes de surface dans des cristauxphononiques granulaires en régime linéaire. Différents aspects sont développés dans ce manuscrit. L'effet de la prise encompte des degrés de liberté en rotation des particules sur la structure de bande de différents cristaux phononiquesgranulaires est étudié. En effet, l'introduction de ces degrés de liberté additionnels rend possible l'existence de modes derotation qui interagissent fortement avec les modes transverses. Ce travail s'intéresse aussi à l'existence d'ondeslocalisées et d'ondes de surface dans des cristaux phononiques granulaires et en particulier à la comparaison des théoriesdéveloppées avec les prédictions de la théorie de Cosserat. Dans un premier temps, l'étude d'une chaîne phononique granulaire monoatomique est présentée. En considérant lachaîne semi-infinie avec une condition aux limites appliquée à son extrémité, le modèle analytique démontre l'existence demodes localisés, chaque mode étant composé de deux modes évanescents. Ensuite, une description théorique des modes se propageant dans un cristal phononique granulaire en deux dimensions est présentée. Les particules possèdent trois degrés de liberté, deux en translation et un en rotation. L'analyse des interactions entre ondes de translation et ondes de rotation permet de mettre en évidence une grande richesse de structure de bandes ainsi que des phénomènes particuliers (bandes interdites complètes, cône de Dirac, modes non-monotones, phénomène de double réfraction). Dans un dernier temps, une analyse de l'existence d'ondes de Rayleigh et de cisaillement horizontal dans un cristal phononique granulaire en trois dimensions est effectuée. Les limites de la théorie de Cosserat dans la description d'ondes acoustiques de surface dans les milieux micro- et nano-inhomogènes sont établies.
Author: Aurélien Merkel Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 100
Book Description
A periodic, ordered and noncohesive structure of monodisperse spherical beads forms a granular phononic crystal. This work is devoted to the propagation of an acoustic wave within this kind of structure. During the propagation of an acoustic wave through a granular crystal, the properties of the phononic crystals (dispersion due to the geometrical periodicity) are combined with the properties of wave propagation in granular media (nonlinearities, rotational degrees of freedom). In this thesis, the dispersion relation of the bulk modes propagating in a hexagonal close-packed structure are theoretically derived. The structure is modeled by a mass-spring structure. The contact interactions between two beads (considered as rigid masses) are modeled by two springs obeying the Hertz-Mindlin theory, with one stiffness for the normal interactions and one for the transverse interactions. In the first part, the spectrum of bulk modes is determined in the case where the transverse interactions are neglected. The dispersion relations of the translational modes propagating within the crystals are derived. In the second part, the transverses rigidities are taken into account. The existence of the transverse interaction associated with the nonzero distance between the centers of the beads and the contact points requires to take into account the rotational degrees of freedom of each individual bead. In the description of continuum elastic media, the rotational degres of freedom are included in the generalized theory of elasticity which is also known as the Cosserat or micropolar theory. Experimental observations in granular materials of the modes predicted by the Cosserat theory (rotational modes and coupled rotational-translational modes) have not been reported before. After the theoretical investigations in a peculiar direction of propagation, the experimental observation of coupled rotational-translational modes in this direction is reported, and constitute a convincing evidence of the phenomena predicted by the Cosserat theory for the granular media. Finally, in this work, we also demonstrated the asymmetry of the classical nonlinear acoustic effect of self-demodulation relative to the direction of the acoustic wave propagation in noncohesive granular crystal under gravity.
Book Description
Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés d'abord au mécanisme de résonance locale en développant différents modèles théoriques pour l'étude de nouveaux cristaux phononiques à résonance locale (CPRL) en plaque dont l'élément principal et l'élastomère (silicone rubber). Le mode opératoire de ce mécanisme a été étudié et les ouvertures des bandes interdites ont été interprétées théoriquement ainsi que les phénomènes physiques mis en jeu. La mise en évidence expérimentale de la bande interdite a été réalisée par la fabrication et la caractérisation de structures CPRL et une parfaite concordance a été constatée entre les résultats théoriques et expérimentaux. Une étude des phénomènes de guidage a permis par ailleurs de montrer la possibilité du confinement et de la transmission d'un seul mode élastique au niveau d'un CPRL. Dans un second temps, nous avons montré que les propriétés d'un CPRL peuvent être reproduites dans le régime hypersonique. En effet, par le biais de la mise en place d'un nouveau modèle théorique et en proposant un nouveau CPRL à ondes de surface à base de films de diamant, nous avons pu montrer que ce type de cristal peut faire l'objet d'applications potentielles à des fins de guidage et de démultiplexage et ainsi initier la conception de nouveaux dispositifs miniaturisés à ondes de surface destinés aux systèmes de télécommunications (>GHz).
Book Description
CE MEMOIRE PRESENTE UNE ANALYSE THEORIQUE DES PHENOMENES DE REFLEXION ET DE DIFFRACTION QUI SURVIENNENT LORS DE LA PROPAGATION DES ONDES DE SURFACE SUR DES SUBSTRATS PERIODIQUEMENT GRAVES. LORSQUE LA LONGUEUR D'ONDE DES ONDES DE SURFACE EST VOISINE DE LA PERIODE DES SILLONS, ON ASSISTE A UNE TRANSFORMATION PARTIELLE (MAIS IMPORTANTE) ET RECIPROQUE DES ONDES DE SURFACE EN ONDES DE VOLUME. LA PREMIERE PARTIE DU MEMOIRE ETUDIE ANALYTIQUEMENT CE PHENOMENE DANS LE CAS D'UN SUBSTRAT ISOTROPE. LES ONDES DE SURFACE CONSIDEREES ICI SONT DES ONDES DE RAYLEIGH. PAR CONTRE, DANS LA DEUXIEME PARTIE DU TRAVAIL, LE PLAN SAGITTAL DE LA PROPAGATION EST LE PLAN YOZ D'UN CRISTAL TRIGONAL, CE QUI NOUS PERMET DE TRAITER LES ONDES DE SURFACE TRANSVERSES EN TENANT COMPTE OU NON DE LA PIEZOELECTRICITE. DANS TOUS LES CAS, LES COUPLAGES QUI PROVIENNENT DU CARACTERE PERTURBE DE LA SURFACE SONT TRAITES ANALYTIQUEMENT EN UTILISANT LA METHODE DES MODES COUPLES, ET L'ORIGINALITE DE NOTRE TRAVAIL EST DE TENIR COMPTE DES PERTURBATIONS PERIODIQUE DE FACON INTEGRALE EN INTEGRANT LES CONDITIONS AUX LIMITES SUR UNE PERIODE DU PROFIL.
Author: Hélène Pichard
Author: Hélène Pichard
Author: Aurélien Merkel
Author: Mourad Oudich
Author: HERVE.. WATCHUENG