Modélisation d'une barrette de cMUTs par une approche multi-échelle - Université de Tours Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2010

Modélisation d'une barrette de cMUTs par une approche multi-échelle

Résumé

Les barrettes cMUTs bénéficient aujourd'hui de réels avantages pour une intégration dans des systèmes d'imagerie ultrasonore. Elles permettent d'atteindre des bandes passantes supérieures à 100 % et des coefficients de couplage électromécanique de 60 %. Les aspects essentiels à considérer pour la conception de ces dispositifs sont - Le comportement mécanique des membranes, - Les effets de chargement acoustique apportés par le fluide, - L'impédance de rayonnement des membranes qui dépend de leur forme et de leur répartition au sein de l'élément de barrette, - Les effets de couplage mutuel entre membranes. Nous avons développé une stratégie de simulation des barrettes cMUT, dans l'hypothèse où elles sont considérées comme des systèmes linéaires. La première étape consiste à simuler le comportement d'une membrane couplée à un fluide intégrant des conditions de périodicité 1D. De ce premier modèle, basé sur une résolution par des différences finies spatiales, nous sommes capables de construire le schéma équivalent d'un cMUT auquel nous associons 4 degrés de liberté : tension / courant en entrée et énergie rayonnée / vitesse particulaire moyenne en sortie. Ce schéma constitue le modèle de comportement d'une colonne de cMUTs dans une barrette. Nous associons ensuite plusieurs colonnes, par un assemblage de matrices, pour modéliser un élément complet. Les « colonnes » de membrane sont couplées entre elles par les couplages mutuels que l'on détermine en supposant que les cMUTs rayonnent comme des pistons. Cette hypothèse permet de diminuer les temps de calculs. L'étude que nous proposons consiste à analyser dans un premier l'impact du fluide sur la réponse d'une membrane dans les conditions de périodicité 1D. Puis nous regardons l'influence des couplages mutuels entre colonnes sur la réponse en fréquence de la barrette. Des résultats expérimentaux sont par ailleurs présentés afin de valider la stratégie de simulation mise en place.
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Dates et versions

hal-00550894 , version 1 (31-12-2010)

Identifiants

  • HAL Id : hal-00550894 , version 1

Citer

Audren Boulmé, Dominique Certon, Cyril Meynier, Nicolas Sénégond, Franck Teston. Modélisation d'une barrette de cMUTs par une approche multi-échelle. 10ème Congrès Français d'Acoustique, Apr 2010, Lyon, France. ⟨hal-00550894⟩
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