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Titre :
Propagation des ondes élastiques dans les milieux complexes en 3D
Légende - Résumé :
Exemple d'utilisation de la simulation numérique pour l'aide à la compréhension et à l'interprétation des signaux enregistrés dans une expérience de contrôle non-destructif par ultrasons : étude de la propagation des ondes élastiques dans des milieux anisotropes en 3D comportant ou non des défauts (fissures).
Nom de fichier :
Inria-453-Ondes_3D-fr.mp4
Titre :
Propagation des ondes élastiques dans les milieux complexes en 3D
Année :
1999
Durée (min) :
00:13:35
Publications :
https://videotheque.inria.fr/videotheque/doc/453
Autres versions :
Master VF : 453
Master VEN :
Autre : Lien externe :
Lien Equipe-projet :
Lien Centre de Recherche :
Mots clés :
N° master :
453
Durée :
13 min 35 sec
IsyTag :
aliment - calcul - centre - domaine - donde - expérience - fissure - front - isotope - maillage - milieu - onde - plan - ponctuel - pression - proximité - réflexion - rotation - source - sphérique
Transcription automatiqu :
cheminot qui frappe sur une route de train afin de constater que le son obtenu est clair pratique du contrôle non une méthode de non destructif consiste à envoyer des ondes ultra-sons sur la pièce à examiner et à recevoir la réponse à l'aide de capteurs peut alors interpréter des échos ainsi obtenus pour comprendre et interpréter les signaux enregistrés dans une expérience de contrôle par ultrasons la simulation numérique est un outil précieux car elle permet une compréhension fine des phénomènes part d'un modèle d'équation qui relie les inconnues du problème discret ensuite ses équations sur un mariage par des techniques numériques appropriées calculs sont enfin réalisés par le biais d'un programme informatique propriétés élastiques des milieux dits linéaires sont décrites par la première équation qui est la loi de la seconde équation et la loi fondamentale de la dynamique elle décrit le phénomène de propagation des ondes inconnues du problème sont la vitesse du déplacement des particules le temps sort des contraintes résoudre numériquement le problème nous partons d'un domaine de calcul constitué d'un maillage régulier en cubes inconnues sont des valeurs du temps soeur des contraintes localisées au sommet des cubs et valeur de la vitesse de déplacement au centre de chaque cube matrice six six or l'information relative aux cartes élastique du milieu sa structure permet de distinguer les milieux isotopes des milieux annees autres les expériences qui vont suivre on place une source excite actrice au centre du domaine de calcul sont les caractéristiques de cette source qui détermineront les longueur d'onde émise nous avons choisi de visualiser la propagation des ondes dans le solide sur trois plans qui passent par le centre du domaine de calcul les plan x plan y et plan z la première expérience nous considérons insolite isotope et homogène ondes sont émises par une source de compression ponctuelle cela correspond à appliquer une force radiales au centre du domaine de calcul constatons que dans le cas du solide autre source pression ponctuelle génère uniquement des zones de pression qui se propagent uniformément dans toutes les directions front dont elle est sphérique nous faisons maintenant la même expérience mais dans un solide or trop plan x et y sont un isotope et le plan d'aide iso trop milieu étant un isotope la source radiales ponctuelle va générer essentiellement des ondes de pression mais aussi des ondes de six aliments ondes de pression sont plus rapides que les ondes de non nous constatons le front dont sur les plans un isotope x et y a une allure rectangulaires alors qu'il apparaît circulaire sur le plan iso trop z est due aux propriétés élastiques du matériau annees autres privilégient certaines directions de propagation maintenant nous visualise la norme du rotation qui met mieux en évidence les ondes de six aliments nouvelle fois nous distinguons clairement le comportement iso trop sur le plan z par le front dont sphérique les plans x et y le feront donde à une forme étoilée caractéristique de la mise aux autre manifestation de la nys aux tropiques la concentration de l'énergie autour de l'axe des aides nous utilisons à présent une source de cisailles bangs ponctuelles elle est produite par une force de torsion autour de l'axe des y est à dire une force azimut aal ponctuelle localisée au centre du domaine de calcul source va générer uniquement des ombres de six aliments nous réalisons l'expérience d'abord dans un milieu isotope attendu nous observons un front dont ne sphérique on constate par ailleurs un que l'énergie s'annule à proximité de l'axe de rotation de la source l'axe des y est un effet de la mise aux tropiques de la source et non du milieu revenons maintenant au milieu heurte trop retrouvons sur le plan x le front dont les toilettes le y ce front est circulaire mais l'énergie des ondes est davantage concentrée sur l'axe des aides est un effet de la mise au tropique du milieu arrêtons cette expérience à un instant donné nous explorons la répartition de l'intensité dans l'espace nous plaçons maintenant une fissure de forme carrée dans un solide des autres pour prendre en compte numériquement sa présence nous utilisons la méthode dite des fixes nous considérons une source d'onde de pression et représentant la divergence du champ des vitesses lorsque l'ondes émises par la source atteint la fissure celle-ci agit comme une barrière les ondes sont réfléchies dans la direction opposée maintenant le rotation o'neill constatons la propagation d'ondes de six aliments qui se dirige vers le bas sont issus de la réflexion des ondes de pression incidente qui poursuit vers le haut en fait des zones d'ifs tractés par le bord de la fissure autres sont produites par la fraction des quatre sommets arrêtons maintenant l'expérience à un instant donné et nous observons la répartition de la divergence dans l'espace cet instant les ondes issues directement de la source sont pratiquement sortis du domaine de calcul sur ce deuxième front nous visualise des ondes réfléchies par la fissure ont déjà atteint le bord du domaine de calcul deux autres types dont n'apparaissent les ondes dix tractés par les quatre sommets de la fissure les ondes de relais guidé par les lèvres de la fissure qui reste à sa proximité énergie de ces ondes décroît très vite dès qu'elle s'éloigne de la fissure maintenant les ondes de cisailles ment ondes réfléchies par la fissure sont plus lente que les ondes paient et ne sont pas encore arrivés au bord visualise aussi les ondes tractés par la fissure influencée par la géométrie de celle-ci ainsi sur le z un front dont le carré est formé il est dû aux dix fractions par les quatre côtés de la fissure ici nous observons les ondes liées au singularité des quatre points anguleux ce type d'information pourrait être dans le cadre d'un contrôle non destructif mieux observer la présence des ondes de surface concentrées autour de la fissure nous la déformation de deux plans du maillage qui se trouve au dessus et en dessous de la fissure initiale arrive par le bord elle est nouveau réfléchie vers le bas l'énergie des restant essentiellement du côté inférieur de la fissure plus tard les ondes de contournent la fissure deux plans aussi longuement avant de revenir lentement à l'équilibre reproduisant maintenant la même expérience dans un milieu misanthrope d'abord la divergence du champ des vitesses observe d'abord l'de p réfléchit plus tard un deuxième front réfléchi absent dans le milieu isotope apparaît la trace des on est réfléchi le rotation onel on retrouve le front dont des étoilés caractéristiques du milieu à nice votre hop donde est due à la réflexion des ondes de pression incidente deuxième réflexion est produite par les ondes de six aliments incident a un instant donné la répartition de la divergence dans l'espace onde de pression incidente arrivent à proximité du bord du domaine de calcul deuxième front dont correspond aux ondes de pression générées par les réflexions des ondes troisième front donde correspond aux on le paie généré par la réflexion des ondes est initial constatons la présence des ondes guidés à proximité de la fissure nous explorons maintenant la répartition dans l'espace du rotation o'neill partant du bord le premier front d'ondes correspond aux ondes est émis par la source le aux ondes est générée la réflexion des ondes p le troisième aux ondes de générée par la réflexion des ondes est dans le cas du milieu izzo trop nous remarquons la présence dont le tracter par les côtés et les points de la fissure ainsi que des ondes de surface localisées à proximité de la fissure visualise finalement la déformation de deux plans du maillage qui se trouve au dessus et en dessous de la fissure initiale p arrive d'abord réfléchi vers le bas de est ensuite elle réfléchit à son tour oscillations des deux plans correspondent à nouveau aux ondes guidés par la fissure la suite de chacune de ces simulations qui nécessite environ quatre heures de calculs sur une station de travail nous les signaux de tous les points du maillage etant donné que le maillage est composé de trois millions cinq cents milles cubes avec vingt et un inconnus par cube cela fait soixante et onze millions de valeur calculée pour chaque pas de temps illustrer les capacités de la méthode nous présentons en conclusion une expérience avec une fissure complexe représentons ici la géométrie de la sûr ainsi que le maillage utilisé pour sa discrète irisations méthode des domaines fictif permet de garder un maillage volumineux régulier ce fait la complexité de la géométrie n'a pas d'influence sur le temps de calcul le milieu de propagation est un solide un isotope les ondes sont émises par une source de compression ponctuelle norme de la vitesse est présentée dans les trois blancs qui par le centre du domaine de calcul ceux-ci ne sont plus des plans de symétrie de la fissure ondes initiales émises par la source vérifie un certain nombre de symétrie symétrie sont brisés après réflexion et du fraction de la fissure l'onde réfléchit on observe un phénomène de focalisation s'explique par la forme parabole au vidal de la fissure
Inria-453-Ondes_3D-fr.mp4

Format : .mp4
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