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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14998
Tipo do documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Título: | Simulação da propagação de ondas acústicas através de uma malha de guias digitais de ondas |
Título(s) alternativo(s): | Simulation of the acoustic wave propagation using a digital waveguide mesh |
Autor(es): | Moura, Henrique Gomes de |
Primeiro orientador: | Miranda, Ricardo Fortes de |
Primeiro coorientador: | Teodoro, Elias Bitencourt |
Primeiro membro da banca: | Duarte, Marcus Antônio Viana |
Segundo membro da banca: | Pavanello, Renato |
Resumo: | Este trabalho foi desenvolvido visando à construção de uma ferramenta computacional, direcionada à modelagem acústica de ambientes reverberantes. Neste sentido, foi necessário elaborar um sistema numérico capaz de simular a propagação de ondas acústicas e, principalmente suas interações com as superfícies inseridas na análise. Tais interações representam os fenômenos básicos da onda, dentre os quais se destacam a reflexão, transmissão e absorção de ondas acústicas nos obstáculos. Após uma pesquisa detalhada sobre as metodologias empregadas na resolução do problema, e tendo em vista as características matemáticas requeridas para o sistema, a Malha de Guias Digitais de Ondas foi escolhida como base para o desenvolvimento do algoritmo proposto. As Guias Digitais de Onda tratam-se de sistemas numéricos baseados na conhecida solução de d Alembert para a Equação Geral da Onda. Sendo assim, elas podem ser facilmente utilizadas para descrever o movimento unidimensional de propagação de ondas, entre dois pontos quaisquer do espaço. A malha, por sua vez, é construída a partir da interconexão das Guias Digitais de Ondas, definindo assim as geometrias desejadas. Para finalizar, a solução do problema é obtida em cada ponto, a partir da formulação matemática das juntas de dispersão, que são os pontos de intersecção das guias, nos quais são expressos os valores associados com o fenômeno analisado. Toda a formulação se embasa nas propriedades de impedância do meio, ou seja, o movimento da onda se faz através da transmissão, absorção e reflexão das ondas acústicas nas juntas de dispersão. Neste trabalho, foram testados diferentes tipos de malha, em diferentes configurações, a fim de que fosse possível explorar os pontos críticos da utilização do método em questão. Os resultados obtidos pela Malha de Guias Digitais de Ondas se mostraram satisfatórios em todos os casos analisados, fato que, somado à simplicidade do algoritmo, nos mostra a eficiência e a praticidade do método na resolução do problema proposto. |
Abstract: | This work was developed looking at the construction of a computational tool, aimed to the acoustic modeling of reverberation environment. In this way, it was necessary to elaborate a numerical system able to simulate the wave sound propagation and, mainly its interactions with the surfaces encountered in the analyses. These interactions represent the basic wave phenomena, that can well defined by the reflection, transmission and absorption of sound waves by the obstacles. After a thoroughly research about the methodologies applied on the resolution of the problem, and keeping in mind the mathematical characteristics required for the system, the Digital Waveguide Mesh was chosen for the base of the whole development of the algorithm proposed. The Digital Waveguides can be treated as a numerical system based on the known d Alembert solution for the General Wave Equation. Therefore, it can be easily handle to describe the one-dimensional sound wave propagation, between any two points in the space. The mesh was built through the interconnection of several Digital Waveguides, defining so the wanted geometries. Finally, the solution of the problem is obtained for each point, through the mathematical formulation of the scattering junctions, whose represent the interception points of the waveguides, in which will be expressed the values associated with the analyzed phenomena. The whole formulation is based on the impedance properties of the environment, that is, the wave movement is carried through the transmissions, absorption and the reflection of the acoustics waves, by the scattering junctions. In this work, it was tested different kinds of mesh, in several configurations, in way to explore the critical points of the use of the methodology proposed. The results gotten by the Digital Waveguide Mesh had shown satisfactory in all of the analyzed cases, fact that, added to the simplicity of the algorithm, brings our eyes the efficiency and the easy handling of the method in the resolution of the considered problem. |
Palavras-chave: | Guias de ondas Diferenças finitas Dispersão Waveguides Finite differences Dispersion Ondas sonoras - Propagação |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
Idioma: | por |
País: | BR |
Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
Sigla da instituição: | UFU |
Departamento: | Engenharias |
Programa: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
Referência: | MOURA, Henrique Gomes de. Simulation of the acoustic wave propagation using a digital waveguide mesh. 2006. 114 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2006. |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14998 |
Data de defesa: | 23-Mar-2006 |
Aparece nas coleções: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica |
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