Ubicación estratégica de material absorbente basado en el análisis modal de una sala
This grade work was carried out in order to test the hypothesis that the location of the absorbent material at the absolute sound pressure maxima of a room decreases the reverberation time in the octave band to which the mode frequency belongs. The results obtained in the reverberation time T_15 and...
- Autores:
-
Tapias Pinzón, Diego Alejandro
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad de San Buenaventura
- Repositorio:
- Repositorio USB
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- oai:bibliotecadigital.usb.edu.co:10819/7093
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/10819/7093
- Palabra clave:
- Modos
Vibración
Elementos finitos
Tiempo de reverberación
Convergencia de malla
Diseño de experimento
Absorción
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This grade work was carried out in order to test the hypothesis that the location of the absorbent material at the absolute sound pressure maxima of a room decreases the reverberation time in the octave band to which the mode frequency belongs. The results obtained in the reverberation time T_15 and T_20 of a room in the 125 Hz octave band are presented, in which, by means of a modal analysis, the location of the absorbent material was varied in order to obtain the maximum absorption of sound energy. For its implementation it was necessary to carry out a survey of a 3D model of the room and import it into a finite element simulation software, with which the absolute maximum and minimum sound pressure was determined. A simulation was then carried out in the CATT-Acoustics v9.1 software, in which two panel configurations were tested, one in which the absorbent material was placed at absolute maximum pressure and the other at minimum pressure. After the simulation, a measurement based on an experimental design was performed. The measurement involved 18 combinations of source location, microphones and absorber panel configuration, after which the responses to the impulse of each combination were found by means of the MATLAB software and the reverberation time for each measurement point was estimated consecutively by means of the plug-in aurora software Audacity 2.0.5. Finally, a statistical analysis was performed to determine the factors that were statistically significant in the measurement results. |
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[1] L. E. Kinsler, A. R. Frey, A. B. Coppens, and J. V. Sanders, “Fundamentals of acoustics,” Fundamentals of Acoustics, 4th Edition, by Lawrence E. Kinsler, Austin R. Frey, Alan B. Coppens, James V. Sanders, pp. 560. ISBN 0-471-84789-5. Wiley-VCH, December 1999., p. 560, 1999. [2] P. M. Morse, “Vibration and sound, 2nd,” McGraw-Hill, New York, vol. 487, no. 1975, p. 113, 1948. [3] T. Cox and P. d’Antonio, Acoustic absorbers and diffusers: theory, design and application. Crc Press, 2016. [4] M. Xu, A. Selamet, and H. Kim, “Dual helmholtz resonator,” Applied Acoustics, vol. 71, no. 9, pp. 822–829, 2010. [5] S. R. Bistafa, M. P. Hodgkin, W. S. Morita, B. O. Köhn, and J. J. Neto, “Adaptive control of low-frequency acoustic modes in small rooms,” Open Acoustics Journal, vol. 5, pp. 16– 22, 2012. [6] D. Li, D. Chang, and B. Liu, “Enhancing the low frequency sound absorption of a perforated panel by parallel-arranged extended tubes,” Applied Acoustics, vol. 102, pp. 126–132, 2016. [7] A. C. Isbert, Diseño acústico de espacios arquitectónicos, vol. 4. Univ. Politèc. De Catalunya, 1998. [8] W. Desmet and W. Desmet, “Chapter two 2. finite element modeling for acoustics.” [9] A. S. Learning, “Cómo realizar un estudio de convergencia de malla.” http://tiny.cc/zdyh5y, 2015. Accedido 10-05-2018. [10] L. Savioja and U. P. Svensson, “Overview of geometrical room acoustic modeling techniques,” The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 138, no. 2, pp. 708– 730, 2015. [11] T. Cox and P. D’Antonio, Acoustic absorbers and diffusers: theory, design and application. Routledge Taylor & Francis, January 2009. [12] W. C. Sabine and M. D. Egan, “Collected papers on acoustics,” 1994. [13] C. F. Eyring, “Reverberation time in “dead” rooms,” The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 1, no. 2A, pp. 217–241, 1930. [14] B. ISO, “3382-1: 2009, Measurement of room acoustic parameters–Part, vol. 1, 2009”. [15] K. Shin and J. Hammond, Fundamentals of signal processing for sound and vibration engineers. John Wiley & Sons, 2008. 8. BIBLIOGRAFÍA 58 [16] F. Everest, Master hanbook of acoustics. 4 uppl. New York: McGraw-Hill, 2001. [17] E. G. Williams, Fourier acoustics: sound radiation and nearfield acoustical holography. Academic press, 1999. [18] H. G. Pulido, R. De La Vara Salazar, P. G. González, C. T. Martínez, and M. d. C. T. Pérez, Análisis y diseño de experimentos. McGraw-Hill, 2012. [19] Minitab, “Diseños factoriales y factoriales fraccionados.” http://tiny.cc/kayh5y, 2018. Accedido 10-05-2018. [20] Minitab, “Qué es anova?.” http://tiny.cc/rbyh5y, 2018. Accedido 10-05-2018. [21] S. Campanini and A. Farina, “A new audacity feature: room objective acustical parameters calculation module,” 2014. [22] A. Farina, “Simultaneous measurement of impulse response and distortion with a sweptsine technique,” in Audio Engineering Society Convention 108, Audio Engineering Society, 2000. [23] Minitab, “Interpretar todos los estadísticos y gráficas para 2 varianzas.” http://tiny.cc/pcyh5y, 2018. Accedido 10-05-2018. [24] Minitab, “Revisión general de gráfica de intervalo.” http://tiny.cc/ddyh5y, 2018. Accedido10-05-2018. |
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Comunidad Científica y AcadémicaBerrío Bernal, Juan David448c2d1b-b780-437f-8fdf-965ae935f8f6-1Tapias Pinzón, Diego Alejandrodc28a438-d1c0-4e80-969a-b36ffb31d7e3-12019-04-26T19:50:07Z2019-04-26T19:50:07Z20192019-04-26This grade work was carried out in order to test the hypothesis that the location of the absorbent material at the absolute sound pressure maxima of a room decreases the reverberation time in the octave band to which the mode frequency belongs. The results obtained in the reverberation time T_15 and T_20 of a room in the 125 Hz octave band are presented, in which, by means of a modal analysis, the location of the absorbent material was varied in order to obtain the maximum absorption of sound energy. For its implementation it was necessary to carry out a survey of a 3D model of the room and import it into a finite element simulation software, with which the absolute maximum and minimum sound pressure was determined. A simulation was then carried out in the CATT-Acoustics v9.1 software, in which two panel configurations were tested, one in which the absorbent material was placed at absolute maximum pressure and the other at minimum pressure. After the simulation, a measurement based on an experimental design was performed. The measurement involved 18 combinations of source location, microphones and absorber panel configuration, after which the responses to the impulse of each combination were found by means of the MATLAB software and the reverberation time for each measurement point was estimated consecutively by means of the plug-in aurora software Audacity 2.0.5. Finally, a statistical analysis was performed to determine the factors that were statistically significant in the measurement results.Este trabajo de grado se realizó con el fin de comprobar la hipótesis de si la ubicación del material absorbente en los máximos absolutos de presión sonora de un modo propio de una sala, disminuye el tiempo de reverberación en la banda de octava a la que pertenece la frecuencia del modo. Se presentan los resultados obtenidos en el tiempo de reverberación T_15 y T_20 de una sala en la banda de octava de 125 Hz, en la cual, por medio de un análisis modal, se varió la ubicación del material absorbente, con el fin de obtener la máxima absorción de energía sonora. Para su implementación fue necesario realizar un levantamiento de un modelo 3D del salón e importarlo a un software de simulación de elementos finitos, con el cual se determinó los máximos y mínimos absolutos de presión sonora. Acto seguido se realizó una simulación en el software CATT-Acoustics v9.1 en donde se probaron dos configuraciones de paneles, uno donde se ubica el material absorbente en los máximos absolutos de presión y otro en los mínimos. Posterior a la simulación, se realizó una medición basada en un diseño de experimento. La medición abarcó 18 combinaciones entre ubicación de fuente, micrófonos y configuración de los paneles absortores, posterior a esto, por medio del software Matlab R2018a se hallaron las respuestas al impulso de cada combinación y consecutivamente por medio del plug-in aurora del software Audacity 2.0.5 se estimó el tiempo de reverberación para cada punto de medición. Por último, se realizó un análisis estadístico con el cual se determinó los factores que eran estadísticamente significativos en los resultados de la mediciónpdf55 páginasRecurso en lineaapplication/pdfD. A. Tapias Pinzón, “Ubicación estratégica de material absorbente basado en el análisis modal de una sala.”, Trabajo de grado Ingeniería de Sonido, Universidad de San Buenaventura Medellín, Facultad de Ingeniería, 2019.http://hdl.handle.net/10819/7093spaIngenieriasIngeniería de SonidoMedellínAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaPor medio de este formato manifiesto mi voluntad de AUTORIZAR a la Universidad de San Buenaventura, Sede Bogotá, Seccionales Medellín, Cali y Cartagena, la difusión en texto completo de manera gratuita y por tiempo indefinido en la Biblioteca Digital Universidad de San Buenaventura, el documento académico-investigativo objeto de la presente autorización, con fines estrictamente educativos, científicos y culturales, en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, Decisión Andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995 y demás normas generales sobre derechos de autor. Como autor manifiesto que el presente documento académico-investigativo es original y se realiza sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, la obra es de mi exclusiva autora y poseo la titularidad sobre la misma. La Universidad de San Buenaventura no será responsable de ninguna utilización indebida del documento por parte de terceros y será exclusivamente mi responsabilidad atender personalmente cualquier reclamación que pueda presentarse a la Universidad. Autorizo a la Biblioteca Digital de la Universidad de San Buenaventura convertir el documento al formato que el repositorio lo requiera (impreso, digital, electrónico o cualquier otro conocido o por conocer) o con fines de preservación digital. Esta autorización no implica renuncia a la facultad que tengo de publicar posteriormente la obra, en forma total o parcial, por lo cual podrá, dando aviso por escrito con no menos de un mes de antelación, solicitar que el documento deje de estar disponible para el público en la Biblioteca Digital de la Universidad de San Buenaventura, así mismo, cuando se requiera por razones legales y/o reglas del editor de una revista.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2[1] L. E. Kinsler, A. R. Frey, A. B. Coppens, and J. V. Sanders, “Fundamentals of acoustics,” Fundamentals of Acoustics, 4th Edition, by Lawrence E. Kinsler, Austin R. Frey, Alan B. Coppens, James V. Sanders, pp. 560. ISBN 0-471-84789-5. Wiley-VCH, December 1999., p. 560, 1999.[2] P. M. Morse, “Vibration and sound, 2nd,” McGraw-Hill, New York, vol. 487, no. 1975, p. 113, 1948.[3] T. Cox and P. d’Antonio, Acoustic absorbers and diffusers: theory, design and application. Crc Press, 2016.[4] M. Xu, A. Selamet, and H. Kim, “Dual helmholtz resonator,” Applied Acoustics, vol. 71, no. 9, pp. 822–829, 2010.[5] S. R. Bistafa, M. P. Hodgkin, W. S. Morita, B. O. Köhn, and J. J. Neto, “Adaptive control of low-frequency acoustic modes in small rooms,” Open Acoustics Journal, vol. 5, pp. 16– 22, 2012.[6] D. Li, D. Chang, and B. Liu, “Enhancing the low frequency sound absorption of a perforated panel by parallel-arranged extended tubes,” Applied Acoustics, vol. 102, pp. 126–132, 2016.[7] A. C. Isbert, Diseño acústico de espacios arquitectónicos, vol. 4. Univ. Politèc. De Catalunya, 1998.[8] W. Desmet and W. Desmet, “Chapter two 2. finite element modeling for acoustics.”[9] A. S. Learning, “Cómo realizar un estudio de convergencia de malla.” http://tiny.cc/zdyh5y, 2015. Accedido 10-05-2018.[10] L. Savioja and U. P. 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Accedido10-05-2018.Universidad de San Buenaventura - MedellínBiblioteca Medellín (San Benito) CD-5107tBiblioteca Digital Universidad de San BuenaventuraModosVibraciónElementos finitosTiempo de reverberaciónConvergencia de mallaDiseño de experimentoAbsorciónModesVibrationFinite elementsReverberation timeMesh convergenceExperiment designAbsorptionAbsorción del sonidoPresión del sonidoSimulación por computadoresSimulación por softwareIngeniero de SonidoUbicación estratégica de material absorbente basado en el análisis modal de una salaTrabajo de grado - PregradoTrabajo de Gradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fPublicationLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82071https://bibliotecadigital.usb.edu.co/bitstreams/987dc37d-15b0-4a3e-a028-6689479f94cf/download0c7b7184e7583ec671a5d9e43f0939c0MD52ORIGINALAbsorcion_Analisis_Modal_Tapias_2019.pdfAbsorcion_Analisis_Modal_Tapias_2019.pdfapplication/pdf1751692https://bibliotecadigital.usb.edu.co/bitstreams/be01b91b-94cd-474f-8d81-e65495b5a1f3/downloadb18ea3f79d71cee1bf999ee595ee5f36MD51TEXTAbsorcion_Analisis_Modal_Tapias_2019.pdf.txtAbsorcion_Analisis_Modal_Tapias_2019.pdf.txtExtracted texttext/plain68850https://bibliotecadigital.usb.edu.co/bitstreams/fd465957-f279-4f97-83f1-136df8533226/download64f764f18ccdca5455a4ac5887608a35MD53THUMBNAILAbsorcion_Analisis_Modal_Tapias_2019.pdf.jpgAbsorcion_Analisis_Modal_Tapias_2019.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6041https://bibliotecadigital.usb.edu.co/bitstreams/ee88ddc2-6f85-4484-956c-2fc611db5e93/download81d67f57f7cd7089f5f72392186abbb6MD5410819/7093oai:bibliotecadigital.usb.edu.co:10819/70932023-02-24 11:31:32.973http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/https://bibliotecadigital.usb.edu.coRepositorio Institucional Universidad de San Buenaventura Colombiabdigital@metabiblioteca.comPGNlbnRlcj4KPGgzPkJJQkxJT1RFQ0EgRElHSVRBTCBVTklWRVJTSURBRCBERSBTQU4gQlVFTkFWRU5UVVJBIC0gQ09MT01CSUE8L2gzPgo8cD4KVMOpcm1pbm9zIGRlIGxhIGxpY2VuY2lhIGdlbmVyYWwgcGFyYSBwdWJsaWNhY2nDs24gZGUgb2JyYXMgZW4gZWwgcmVwb3NpdG9yaW8gaW5zdGl0dWNpb25hbDwvcD48L2NlbnRlcj4KPFAgQUxJR049Y2VudGVyPgpQb3IgbWVkaW8gZGUgZXN0ZSBmb3JtYXRvIG1hbmlmaWVzdG8gbWkgdm9sdW50YWQgZGUgQVVUT1JJWkFSIGEgbGEgVW5pdmVyc2lkYWQgZGUgU2FuIEJ1ZW5hdmVudHVyYSwgU2VkZSBCb2dvdMOhIHkgPEJSPlNlY2Npb25hbGVzIE1lZGVsbMOtbiwgQ2FsaSB5IENhcnRhZ2VuYSwgbGEgZGlmdXNpw7NuIGVuIHRleHRvIGNvbXBsZXRvIGRlIG1hbmVyYSBncmF0dWl0YSB5IHBvciB0aWVtcG8gaW5kZWZpbmlkbyBlbiBsYTxCUj4gQmlibGlvdGVjYSBEaWdpdGFsIFVuaXZlcnNpZGFkIGRlIFNhbiBCdWVuYXZlbnR1cmEsIGVsIGRvY3VtZW50byBhY2Fkw6ltaWNvIC0gaW52ZXN0aWdhdGl2byBvYmpldG8gZGUgbGEgcHJlc2VudGUgPEJSPmF1dG9yaXphY2nDs24sIGNvbiBmaW5lcyBlc3RyaWN0YW1lbnRlIGVkdWNhdGl2b3MsIGNpZW50w63CrWZpY29zIHkgY3VsdHVyYWxlcywgZW4gbG9zIHTDqXJtaW5vcyBlc3RhYmxlY2lkb3MgZW4gbGEgTGV5IDIzIGRlIDxCUj4gMTk4MiwgTGV5IDQ0IGRlIDE5OTMsIERlY2lzacOzbiBBbmRpbmEgMzUxIGRlIDE5OTMsIERlY3JldG8gNDYwIGRlIDE5OTUgeSBkZW3DoXMgbm9ybWFzIGdlbmVyYWxlcyBzb2JyZSBkZXJlY2hvczxCUj4gZGUgYXV0b3IuIDxCUj4gCiAKQ29tbyBhdXRvciBtYW5pZmllc3RvIHF1ZSBlbCBwcmVzZW50ZSBkb2N1bWVudG8gYWNhZMOpbWljbyAtIGludmVzdGlnYXRpdm8gZXMgb3JpZ2luYWwgeSBzZSByZWFsaXrDsyBzaW4gdmlvbGFyIG8gPEJSPiB1c3VycGFyIGRlcmVjaG9zIGRlIGF1dG9yIGRlIHRlcmNlcm9zLCBwb3IgbG8gdGFudG8sIGxhIG9icmEgZXMgZGUgbWkgZXhjbHVzaXZhIGF1dG9yw63CrWEgeSBwb3NlbyBsYSB0aXR1bGFyaWRhZCA8QlI+IHNvYnJlIGxhIG1pc21hLiBMYSBVbml2ZXJzaWRhZCBkZSBTYW4gQnVlbmF2ZW50dXJhIG5vIHNlcsOhIHJlc3BvbnNhYmxlIGRlIG5pbmd1bmEgdXRpbGl6YWNpw7NuIGluZGViaWRhIGRlbCBkb2N1bWVudG8gPEJSPnBvciBwYXJ0ZSBkZSB0ZXJjZXJvcyB5IHNlcsOhIGV4Y2x1c2l2YW1lbnRlIG1pIHJlc3BvbnNhYmlsaWRhZCBhdGVuZGVyIHBlcnNvbmFsbWVudGUgY3VhbHF1aWVyIHJlY2xhbWFjacOzbiBxdWUgcHVlZGE8QlI+IHByZXNlbnRhcnNlIGEgbGEgVW5pdmVyc2lkYWQuIDxCUj4KIApBdXRvcml6byBhIGxhIEJpYmxpb3RlY2EgRGlnaXRhbCBkZSBsYSBVbml2ZXJzaWRhZCBkZSBTYW4gQnVlbmF2ZW50dXJhIGNvbnZlcnRpciBlbCBkb2N1bWVudG8gYWwgZm9ybWF0byBxdWUgZWwgPEJSPnJlcG9zaXRvcmlvIGxvIHJlcXVpZXJhIChpbXByZXNvLCBkaWdpdGFsLCBlbGVjdHLDs25pY28gbyBjdWFscXVpZXIgb3RybyBjb25vY2lkbyBvIHBvciBjb25vY2VyKSBvIGNvbiBmaW5lcyBkZTxCUj4gcHJlc2VydmFjacOzbiBkaWdpdGFsLiA8QlI+CiAKRXN0YSBhdXRvcml6YWNpw7NuIG5vIGltcGxpY2EgcmVudW5jaWEgYSBsYSBmYWN1bHRhZCBxdWUgdGVuZ28gZGUgcHVibGljYXIgcG9zdGVyaW9ybWVudGUgbGEgb2JyYSwgZW4gZm9ybWEgdG90YWwgbyA8QlI+cGFyY2lhbCwgcG9yIGxvIGN1YWwgcG9kcsOpLCBkYW5kbyBhdmlzbyBwb3IgZXNjcml0byBjb24gbm8gbWVub3MgZGUgdW4gbWVzIGRlIGFudGVsYWNpw7NuLCBzb2xpY2l0YXIgcXVlIGVsIDxCUj5kb2N1bWVudG8gZGVqZSBkZSBlc3RhciBkaXNwb25pYmxlIHBhcmEgZWwgcMO6YmxpY28gZW4gbGEgQmlibGlvdGVjYSBEaWdpdGFsIGRlIGxhIFVuaXZlcnNpZGFkIGRlIFNhbiBCdWVuYXZlbnR1cmEsIDxCUj4gYXPDrcKtIG1pc21vLCBjdWFuZG8gc2UgcmVxdWllcmEgcG9yIHJhem9uZXMgbGVnYWxlcyB5L28gcmVnbGFzIGRlbCBlZGl0b3IgZGUgdW5hIHJldmlzdGEuIDxCUj48L1A+Cg== |