Wykorzystanie warstwowych tworzyw drzewnych w konstrukcji mebli o właściwościach dźwiękochłonnych
Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
mgr inż. Marlena Wojnowska
Opiekun pracy: prof. dr hab. inż. Jerzy Smardzewski
Meble, ich powierzchnia oraz udział w wypełnieniu przestrzeni użytkowej są bardzo istotnymi elementami wpływającymi na zjawisko pochłaniania dźwięku. Dotychczas w projektowaniu wykorzystywano płyty laminowane lub lakierowane, jednak niewielkie zróżnicowanie struktury powierzchni, a także wysoka gęstość skutkowały niską zdolnością absorpcji dźwięku.
Celem pracy było określenie właściwości akustycznych pomieszczenia w funkcji współczynnika pochłaniania dźwięku materiału, z którego wykonano meble, a w szczególności określenie wpływu współczynnika pochłaniania dźwięku płyt drewnopochodnych, w których zamodelowano meble na czas pogłosu w pomieszczeniu.
Badania przeprowadzono w pomieszczeniu biurowym o objętości 50 m3. Czynnikami zmiennymi w pracy były natomiast rodzaj materiału oraz struktura wielowarstwowych kompozytów drzewnych. Pomiar czasu pogłosu wykonano przy użyciu dwóch mikrofonów i oprogramowania DASYLab. Wyniki pomiarów laboratoryjnych porównano z rezultatami obliczeń dla analogicznego pomieszczenia wraz z wyposażeniem, stosując program komputerowy CATT-Acoustic.
W wyniku badań ustalono, że porowata powierzchnia płyt drewnopochodnych, z których wykonano elementy wyposażenia pomieszczenia, istotnie obniża czas pogłosu i poprawia zrozumiałość mowy. Materiały z perforowaną warstwą zewnętrzną wykazują zdecydowanie wyższe współczynniki pochłaniania dźwięku i stanowią bardzo atrakcyjny materiał do konstruowania mebli.
Metody optymalizacji w projektowaniu ustrojów rozpraszających dźwięk
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
inż. Wojciech Jończyk
Opiekun pracy: dr inż. Adam Pilch
Celem projektu była analiza możliwości zastosowania metod optymalizacji w projektowania ustrojów dźwiękochłonnych. W ramach projektu wykonano model numeryczny rozpraszacza dźwięku Schroedera w oparciu o teorię Fraunhoffera, który został zweryfikowany z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Sprawdzono skuteczność różnych metod optymalizacji oraz wpływ dokładności analizy i przyjętych warunków początkowych na uzyskany wynik. Uzyskaną w ramach optymalizacji strukturę porównano z modelem podstawowym, wykonanym przy użyciu sekwencji QRD.
Analiza metod geometrycznych stosowanych w optyce pod kątem możliwości ich zastosowania w akustyce
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
inż. Wojciech Binek
Opiekun pracy: dr inż. Adam Pilch
Metoda promieniowa jest jedną z najpopularniejszych metod symulowania propagacji dźwięku. Jej wadą jest konieczność stosowania dużej ilości promieni w celu zapewnienia wystarczającej dokładności symulacji. Potrzebne jest więc znalezienie sposobów modyfikacji metody promieniowej, które umożliwią stosowanie mniejszej ilości promieni.
Podobieństwo problemów spotykanych przy wszelkich symulacjach metodami geometrycznymi wskazuje, że metody stosowane w optyce mogą generować równie dobre rezultaty w zastosowaniach akustycznych.
W ramach prac przeanalizowano dwie metody – metodę promieniową z predykcją następnego zdarzenia i metodę dwukierunkowego śledzenia ścieżki.
Stwierdzono, że wykorzystanie obu metod w akustyce jest możliwe, jednak przeszkodę stanowi nieznajomość dwukierunkowych funkcji dystrybucji energii odbitej (BRDF). Możliwe jednak jest ich wyznaczenie korzystając np. z modelu Phonga.
Planowane jest wyznaczenie współczynników dla wybranych materiałów do modelu odbicia Phonga oraz implementacja powyższych rozwiązań w kodzie programu I-SIMPA.
Metoda prognozowania wpływu drgań od ruchu komunikacyjnego na hałas w budynku
Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki
inż. Krzysztof Nowojowski , mgr inż. Katarzyna Baruch
Opiekun pracy: dr inż. Agata Szeląg
W trakcie eksploatacji budynków przebywający w nich ludzie są narażeni na drgania, m.in. przenoszone przez podłoże, w tym będące wynikiem oddziaływania ruchu komunikacyjnego. Drgania te mogą wpływać destrukcyjnie na konstrukcję budynku i być uciążliwe dla przebywających w nim ludzi, jak również przyczynić się do wzrostu hałasu w pomieszczeniu wskutek promieniowania dźwięku przez drgające elementy budowlane. W dotychczasowych pracach projektowych, dotyczących nowych obiektów budowlanych, nie uwzględnia się analizy emisji hałasu spowodowanego transmisją dźwięków materiałowych.
W pracy zaproponowano metodologię prognozowania wpływu drgań wywołanych ruchem komunikacyjnym na hałas powstający w budynku już na etapie projektowym. Pierwszym krokiem badań było sprawdzenie metody na podstawowym układzie, jaki stanowiła pobudzona do drgań płyta żelbetowa podparta przegubowo na krawędziach. Analizę drgań i promieniowania dźwięku przeprowadzono metodą elementów skończonych z wykorzystaniem dwóch programów numerycznych, tj. ANSYS i COMSOL Multiphysics. Uzyskane wyniki porównano z wartościami otrzymanymi z obliczeń teoretycznych. Kolejnym etapem badań było zamodelowanie prostego budynku jednokondygnacyjnego z podpiwniczeniem i pobudzenie go do drgań przy zastosowaniu rzeczywistego wymuszenia – przyspieszenia drgań na fundamencie, spowodowanego przez przejeżdżające metro. Wynikiem obliczeń numerycznych było otrzymanie poziomu dźwięku emitowanego przez ściany w wybranym pomieszczeniu budynku. Dzięki przeprowadzonej analizie możliwe było zmodyfikowanie parametrów geometryczno-materiałowych konstrukcji w celu obniżenia emisji hałasu do pomieszczenia chronionego.