Modélisation numérique de l'acoustique en fluides thermovisqueux : application à l'étude de micro-systèmes

Abstract

Les phénomènes acoustiques résultant de la compressibilité et de l'inertie du fluide sont perturbés, notamment au voisinage des parois, par des effets de conduction thermique et de viscosité de cisaillement. Ces phénomènes donnent lieu au développement de "couches limites thermovisqueuses" qui participent à la dissipation d'énergie ; leur effet est particulièrement sensible dans les systèmes de petites dimensions, les couches limites occupant alors une part importante, voire la totalité du volume des cavités. Une formulation décrivant les effets de propagation acoustique et de diffusion thermique et visqueuse, adaptée à la prise en compte de conditions aux limites thermique et mécanique aux parois, et dont les solutions sont accessibles par la méthode des éléments finis, permet un calcul numérique du champ acoustique dans l'espace inter-électrodes et les cavités périphériques d'un microphone sur puce silicium à membrane carrée et électrode arrière plane.