Time-domain modeling of damping using digital filtering

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Collaborators : Augustin Parret-Fréaud (Post-doc, 2012-2014), Antoine Chaigne (IMSIA, 2011-2014)

La simulation de la réponse vibratoire et acoustique de structures soumises à des excitations impulsionnelles nécessite une prise en compte précise des phénomènes d’amortissement structurel. Cependant, il n’est pas aisé d’obtenir des modèles temporels d’amortissement à caractéristiques fréquentielles données et satisfaisant aux propriétés de stabilité, causalité et d’adéquation au second principe de la thermodynamique. L’originalité de notre approche est de représenter la loi de comportement du matériau considéré par un filtre numérique dont la synthèse est effectuée à partir de données fréquentielles d’amortissement.

modele

Parties réelles et imaginaire des données expérimentales d’une barre en nylon (cercles) mesurées par Collet et al. (2013) et réponse du filtre numérique synthétisée (lignes continues) avec un gain pur et 4 filtres élémentaires à 1 pôle.

frequentiel

Densité spectrale de puissance normalisée de la réponse longitudinale d’une poutre encastrée-libre en nylon avec un CFL=1.004 (tirets bleus), CFL=1.110 (pointillés magenta) et pour la solution de référence modale (trait épais cyan).

Articles en lien :

  • A. Parret-Fréaud, B. Cotté, et A. Chaigne : Modélisation temporelle et simulation par filtrage numérique des phénomènes d’amortissement en vibroacoustique, Congrès Français d’Acoustique 2014, 22 – 25 avril, Poitiers (pdf : apf_cfa2014).
  • A. Parret-Fréaud, B. Cotté et A. Chaigne, 2015, Time-domain damping models in structural acoustics using digital filtering, accepté pour publication dans Mechanical Systems and Signal Processing [lien vers pdf].