2. METODY MODELOWE ANALIZY POLA AKUSTYCZNEGO

More documents

Recommendations

Info

2. METODY MODELOWE ... „Akustyka w budownictwie. …” 2.1. MODELE FIZYCZNE (EKSPERYMENTALNE, ANALOGOWE) Do grupy tej zaliczamy wszystkie modele materialne. Zgodnie z Rys. 2.1 wyróżniamy tu: modele pseudoakusyczne (analogowe), bazujące na analogii rozchodzenia się fal w innych ośrodkach oraz modele akustyczne, wykorzystujące fale dźwiękowe. 2.1.1. MODELE PSEUDOAKUSTYCZNE 2.1.1.1. MODEL WODNY Modelowanie zjawisk akustycznych przy pomocy fal wodnych należy już do przeszłości, aczkolwiek są one nadal wysoce cenione podczas nauczania szkolnego, ze względu na łatwość prezentacji podstawowych zjawisk falowych. Metoda ta polega na umieszczaniu w płytkim naczyniu wypełnionym wodą przekroju badanego pomieszczenia. Na powierzchni wody, w miejscach gdzie w modelowanym obiekcie znajdują się źródła dźwięku, generowane są przy pomocy wibrujących prętów fale wodne. Fale te, rozchodząc się na powierzchni wody, ulegają odbiciu od ścian przekroju, umożliwiając ,przez analogię, obserwowanie biegu fal akustycznych w danym przekroju pomieszczenia. W doświadczeniach tych obserwujemy wyłącznie zmiany jakościowe (ugięcie, interferencja), gdyż ilościowe parametry rozchodzenia się fal akustycznych (poziom mocy, natężenie, pochłanianie) są praktycznie „nieuchwytne”. Inną wadą tej metody jest również ograniczenie obserwacji zjawisk do analizy w dwóch wymiarach. 2.1.1.2. MODEL ŚWIETLNY Modelowanie to oparte jest na analogii pomiędzy falami dźwiękowymi i świetlnymi. Rozróżnia się dwie metody: metodę promieni świetlnych i metodę rozproszenia światła. Wspólnym dla obu metod jest zjawisko odbicia światła. Metoda promieni świetlnych, polega na badaniu biegu promieni świetlnych w modelowanym pomieszczeniu i wnioskowaniu na tej podstawie o rozchodzeniu się dźwięku. Źródłem promieni, a więc modelowanym źródłem dźwięku, może być zwykła żarówka. Powierzchnie pochłaniające modeluje się lustrami, przydymionymi odpowiednio do wymaganego współczynnika pochłaniania. Odbiornikiem jest fotokomórka umieszczona w miejscu, dla którego chcemy 8
2. METODY MODELOWE ... „Akustyka w budownictwie. …” uzyskać informację o poziomie natężenia dźwięku. Przez zmianę natężenia światła, ułożenia i stopnia zadymienia luster można w dowolny sposób modelować warunki akustyczne. W metodzie rozproszenia światła źródło światła umieszcza się za ekranem o wąskich szczelinach, uzyskując w ten sposób dużą liczbę wiązek promieni. Jeżeli wnętrze modelu zostanie wypełnione dymem, to promienie zostaną uwidocznione. Metoda ta nie uwzględnia pojedynczych odbić, ale daje informację o rozkładzie natężenia dźwięku w pomieszczeniu. 2.1.2. MODEL AKUSTYCZNY 2.1.2.1. MODEL ULTRADŹWIĘKOWY Idea modelowania ultradźwiękowego sprowadza się do możliwości prowadzenia w modelu pomiarów akustycznych, analogicznych do tych jakie prowadzi się w obiekcie rzeczywistym. Modelowanie, oprócz budowy modelu obiektu w danej skali, wymaga modelowania w tej samej skali przetworników elektroakustycznych, pasma częstotliwości i własności pochłaniających materiałów znajdujących się w obiekcie, w tym również powietrza. Jak wskazują źródła literaturowe ostatni wymóg rzadko jest uwzględniany, ponieważ modelowanie w skali warunków pochłaniających dla fali akustycznej wymaga zmiany czynnika wypełniającego przestrzeń obiektu np. na tlen lub inny gaz. Wagę problemu skali uwidoczni następujący przykład. Najczęściej spotyka się modele w skali od 1:10 do 1:100. Przykładowo dla tej ostatniej wielkości dla pasma od 1 Hz do 10 Hz odpowiada zakres 100 Hz do 1 kHz , stąd też najczęściej stosujemy modele o mniejszej skali np. 1:20 ograniczając w ten sposób badane pasmo do 5 kHz . Oczywiście osobnym problemem są w metodzie ultradźwiękowej takie elementy modelu jak źródło dźwięku, odbiornik oraz materiały pochłaniające, a ten ostatni składnik ze względu na nieliniową charakterystykę częstotliwościową wysuwa się na plan pierwszy. Mimo niedogodności związanych z problemem skali najlepszym podsumowaniem będą słowa Andrzeja Gołasia zawarte w książce jego autorstwa „Metody komputerowe w akustyce wnętrz i środowiska”: „Modelowanie ultradźwiękowe było i jest szeroko stosowane...”. 9
Page 1: 2. METODY MODELOWE ... „Akustyka
Page 5 and 6: 2. METODY MODELOWE ... „Akustyka

2. METODY MODELOWE ANALIZY POLA AKUSTYCZNEGO

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?