Redukcja hałasu w pomieszczeniu z zaburzeniem wibroakustycznym poprzez optymalny rozkład materiału dźwiękochłonnego

• Autorzy: Błażejewski A.

Warianty tytułu

EN

Noise reduction in a room with vibroacoustic disturbance by the optimal absorptive material distribution

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy zagadnienia rozmieszczenia porowatego materiału absorbującego o zespolonej impedancji akustycznej na brzegach obszaru (pomieszczenia), w którym umieszczone zostało harmoniczne źródło wibroakustyczne. Uproszczony model rozkładu ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu uzyskano stosując analizę modalną. Do rozwiązania problemu optymalizacji wykorzystano algorytm genetyczny. Połączenie uproszonego modelu oraz algo-rytmu genetycznego, pozwala na znaczne szybsze i mniej kosztowne obliczeniowo, uzyskiwanie wyników optymalizacji, w postaci rozkładu materiału absorpcyjnego w pomieszczeniu.

EN

In the paper a problem how to properly influence an acoustic field in the enclosure with a Vibro-acoustical source [1] inside is considered. Particularly, optimization of the configuration of an acoustic absorber, i.e. porous material characterized by a complex impedance on the boundary, is presented [2]. The combination of the modal approach to modeling of the room acoustic field and the artificial intelligence methods to the optimization is a new attitude to the problem. In order to describe the acoustic pressure distribution inside the enclosure, the modal analysis with modal coupling was applied and presented in Section 2. In this case the acoustic pressure distribution in the room is a sum over a set of the room eigenfunctions and proper time components i.e. modal amplitudes [2, 3]. The formulae describing these amplitudes were obtained and eventually introduced into the multi-objective function definition [2, 4] in Section 3. The acoustic impedances on the room boundaries correlated with the material thickness were selected as design variables. In order to solve the optimization problem defined in Section 3 directly, a genetic algorithm was applied. The non-dominated solutions were searched in the process [2, 4, 5, 6]. The main ingredients of the algorithm and its settings are described in Section 4. In Section 5 the example object (room) is specified and shown in detail in Tab. 1. Applying a specific acoustic absorber on the boundary [2, 7], the room with the harmonic source was modified according to the optimization method. As the result, the set of the Pareto-optimal solutions was obtained (see Fig. 1). One solution of the Pareto set was selected and corresponding, particular boundaries covering with the acoustic absorber are shown in Fig. 2. Last, the model accuracy and the optimization results, i.e. noise reduction, are presented in Figs. 3a and 3b. The result verification was performed by comparison with the acoustic measurements (see Figs. 3c and 3d).

Słowa kluczowe

PL

akustyka; amplitudy modalne; optymalizacja; algorytmy genetyczne; zbiór rozwiązań Pareto-optymalnych

EN

acoustics; modal amplitudes; optimization; genetic algorithms; Pareto-optimal set

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 6
• Strony: 536--539
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Błażejewski A.

• Politechnika Koszalińska, Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej, ul. Śniadeckich 2, 75-453 Koszalin,

Bibliografia

• [1] Cempel C.: Wibroakustyka stosowana. Poznań, Państwowe Wydawnictwo Naukowe PWN 1988.
• [2] Błażejewski A.: Optymalizacja impedancyjnych warunków brzegowych obszaru z harmonicznym zaburzeniem wibroakustycznym. LOGISTYKA Nr 6 /2011r., str. 209-218.
• [3] Meissner M.: Computational studies of steady-state sound field and reverberant sound decay in a system of two coupled rooms. Central European Journal of Physics, 5, 3 (2007) str. 293-312.
• [4] Marler R. T., Arora J. S.: Survey of multi-objective optimization methods for engineering. Struct Multidisc Optim, 26 (2004) 369-395.
• [5] Michalewicz Z.: Algorytmy genetyczne+struktury danych=programy ewolucyjne. Warszawa, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2003.
• [6] Popov A.: Genetic algorithms for optimization, Programs for Matlab, Version 1.0. \url: \url{http://www.automatics.hit.bg (2005).
• [7] Komatsu T.: Improvement of the Delany-Bazley and Miki models for fibrous sound-absorbing materials. Acoust. Sci. & Tech. 29, 2 (2008) str. 121-129.
• [8] Błażejewski A., Krzyżyński T.: Multi-objektive optimization using genetic algorithm in room acoustic. LOGISTYKA Nr 6/2010 r., str. 281-289.