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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/36740
ORCID: | http://orcid.org/0000-0002-1640-5980 |
Tipo do documento: | Tese |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Título: | Desenvolvimento de uma ferramenta numérico computacional para avaliação da propagação sonora em ambientes fechados |
Título(s) alternativo(s): | Development of a computacional numerical tool for the evaluation of sound propagation in closed environments |
Autor(es): | Nishida, Pedro Pio Rosa |
Primeiro orientador: | Duarte, Marcus Antônio Viana |
Primeiro membro da banca: | Cavalini Junior, Aldemir Aparecido |
Segundo membro da banca: | Barbieri, Nilson |
Terceiro membro da banca: | Lenzi, Arcanjo |
Quarto membro da banca: | Silveira Neto, Aristeu da |
Resumo: | Foi proposto neste trabalho o desenvolvimento de uma ferramenta computacional capaz de realizar simulações da propagação sonora em recintos fechados com resultados equivalentes aos observados na realidade e com menor custo computacional. Além disto, desejou-se a possibilidade de prever parâmetros de qualidade acústica das salas. Para isto, foi realizada uma revisão bibliográfica com os diferentes métodos para simulação acústica, e avaliados os mais adequados para a referida aplicação. Com base nesta revisão, o método escolhido foi o das Malhas de Guias de Ondas Digitais. A formulação deste método foi apresentada, além da implementação de novas técnicas, como a interpolação de malha e novas formulações para os contornos ou superfícies de obstáculos. Os resultados foram, inicialmente, validados com os obtidos através do Método dos Elementos Finitos. Também foi estudado um método para medição do coeficiente de absorção sonora in situ para utilização na modelagem acústica das diferentes superfícies presentes nas salas a serem simuladas. Finalmente, foram desenvolvidas simulações e experimentos utilizando uma sala em diferentes configurações, para a validação experimental dos resultados fornecidos pela ferramenta desenvolvida. Após a implementação do código com as soluções para redução do custo computacional e modelagem acústica mais precisa, foi possível considerar os resultados validados experimentalmente, o que permite caracterizar a ferramenta como precisa, além de apresentar menores tempos de cálculo e não exigir a alocação de maiores quantidades de memória para armazenamento das matrizes utilizadas nos cálculos. |
Abstract: | It was proposed in this work the development of a computational tool capable of carrying out simulations of sound propagation in closed rooms with results equivalent to those observed in reality and with a lower computational cost. In addition, the possibility of predicting acoustic quality parameters of the rooms was desired. For this, a literature review was carried out with the different methods for acoustic simulation, and evaluated the most suitable for the referred application. Based on this review, the method chosen was the Digital Waveguide Meshes. The formulation of this method was presented, in addition to implementations of new techniques such as mesh interpolation and new formulations for the contours or surfaces of obstacles. The results were, initially, validated with those obtained through the Finite Element Method. A method for measuring the in situ sound absorption coefficient was also studied for use in the acoustic modeling of the different surfaces present in the rooms to be simulated. Finally, simulations and experiments were developed using a room in different configurations for the experimental validation of the results provided by the developed tool. After implementing the code with the solutions to reduce the computational cost and more accurate acoustic modeling, the results were considered experimentally validated, which allows characterizing the tool as accurate, in addition to presenting shorter calculation times and not requiring the allocation of larger amounts of memory for storing the matrices. |
Palavras-chave: | Acústica Acoustics Acústica de Salas Room Acoustics Guias de Ondas Digitais Digital Waveguides Validação Experimental Experimental Validation Acústica Aplicada Applied Acoustics |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS |
Assunto: | Engenharia mecânica Engenharia acústica Ondas sonoras - Propagação Máquinas-ferramenta - Controle numérico - Programação |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
Programa: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
Referência: | NISHIDA, Pedro Pio Rosa. Desenvolvimento de uma ferramenta numérico computacional para avaliação da propagação sonora em ambientes fechados. 2022. 140 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.615. |
Identificador do documento: | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.615 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/36740 |
Data de defesa: | 7-Dez-2022 |
Aparece nas coleções: | TESE - Engenharia Mecânica |
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