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Redes neurais artificiais aplicadas à determinação do tamanho ótimo da malha para o cálculo da intensidade útil / Artificial neural networks applied in determining the optimal size of the mesh to calculate useful intensityTaciano Magela de Souza Monteiro de Barros 15 September 2014 (has links)
Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Neste trabalho é apresentado um estudo para a determinação do tamanho ótimo
da malha de elementos, utilizando redes neurais artificiais, para o cálculo da intensidade
útil. A ideia principal é treinar as redes de modo a possibilitar a aprendizagem e o reconhecimento
do melhor tamanho para diversas áreas superficiais em fontes sonoras com
geometria plana. A vantagem de se utilizar redes neurais artificiais deve-se ao fato de
apresentarem um único tamanho para a obtenção da intensidade útil, consequentemente,
uma redução significativa de tempo computacional quando comparado com o tempo de
cálculo de uma malha bem refinada. Ensaios numéricos com placas planas - geometria separável que permite uma solução analítica - são utilizados para se realizar comparações.
É
apresentado um estudo comparativo entre o tempo computacional gasto para a obtenção da intensidade útil e o mesmo com a malha otimizada via redes neurais artificiais.
Também é apresentada uma comparação do nível de potência sonora mediante solução
numérica, a fim de validar os resultados apresentados pelas redes neurais. / In this paper, a study to determine the optimal size of the mesh elements, using
artificial neural networks, to calculate useful intensity is presented. The main idea is
training the neural networks, enabling them learning and recognizing the best size for
the various superficial areas in sound sources with
at geometry. The advantage of using
artificial neural networks is due to the fact that they present a single size for obtaining
the useful intensity, thereby significantly reducing computation time compared with the
calculation time for a too fine mesh. Numerical tests with
at plates - separable geometry
that enables an analytical solution - are used to make comparisons. A comparative study
of the computational time spent to obtain the useful intensity and the computational
time spent to obtain the useful intensity using the mesh optimized via artificial neural
networks is presented. A comparison of the sound power level obtained by the numerical
solution in order to validate the results using neural networks is also presented.
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Redes neurais artificiais aplicadas à determinação do tamanho ótimo da malha para o cálculo da intensidade útil / Artificial neural networks applied in determining the optimal size of the mesh to calculate useful intensityTaciano Magela de Souza Monteiro de Barros 15 September 2014 (has links)
Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Neste trabalho é apresentado um estudo para a determinação do tamanho ótimo
da malha de elementos, utilizando redes neurais artificiais, para o cálculo da intensidade
útil. A ideia principal é treinar as redes de modo a possibilitar a aprendizagem e o reconhecimento
do melhor tamanho para diversas áreas superficiais em fontes sonoras com
geometria plana. A vantagem de se utilizar redes neurais artificiais deve-se ao fato de
apresentarem um único tamanho para a obtenção da intensidade útil, consequentemente,
uma redução significativa de tempo computacional quando comparado com o tempo de
cálculo de uma malha bem refinada. Ensaios numéricos com placas planas - geometria separável que permite uma solução analítica - são utilizados para se realizar comparações.
É
apresentado um estudo comparativo entre o tempo computacional gasto para a obtenção da intensidade útil e o mesmo com a malha otimizada via redes neurais artificiais.
Também é apresentada uma comparação do nível de potência sonora mediante solução
numérica, a fim de validar os resultados apresentados pelas redes neurais. / In this paper, a study to determine the optimal size of the mesh elements, using
artificial neural networks, to calculate useful intensity is presented. The main idea is
training the neural networks, enabling them learning and recognizing the best size for
the various superficial areas in sound sources with
at geometry. The advantage of using
artificial neural networks is due to the fact that they present a single size for obtaining
the useful intensity, thereby significantly reducing computation time compared with the
calculation time for a too fine mesh. Numerical tests with
at plates - separable geometry
that enables an analytical solution - are used to make comparisons. A comparative study
of the computational time spent to obtain the useful intensity and the computational
time spent to obtain the useful intensity using the mesh optimized via artificial neural
networks is presented. A comparison of the sound power level obtained by the numerical
solution in order to validate the results using neural networks is also presented.
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Intensidade acústica útil: um novo método para identificação de regiões radiantes em superfícies com geometrias arbitrárias / Useful acoustic intensity: a new method for the identification of radiant regions on surfaces with arbitrary geometriesCleber de Almeida Corrêa Junior 16 March 2012 (has links)
Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Neste trabalho é descrita a teoria necessária para a obtenção da grandeza denominada
intensidade supersônica, a qual tem por objetivo identificar as regiões de uma
fonte de ruído que efetivamente contribuem para a potência sonora, filtrando, consequentemente,
a parcela referente às ondas sonoras recirculantes e evanescentes. É apresentada
a abordagem de Fourier para a obtenção da intensidade supersônica em fontes com geometrias
separáveis e a formulação numérica existente para a obtenção de um equivalente
à intensidade supersônica em fontes sonoras com geometrias arbitrárias. Este trabalho
apresenta como principal contribuição original, uma técnica para o cálculo de um equivalente
à intensidade supersônica, denominado aqui de intensidade acústica útil, capaz de
identificar as regiões de uma superfície vibrante de geometria arbitrária que efetivamente
contribuem para a potência sonora que será radiada. Ao contrário da formulação numérica
existente, o modelo proposto é mais direto, totalmente formulado na superfície vibrante,
onde a potência sonora é obtida através de um operador (uma matriz) que relaciona a
potência sonora radiada com a distribuição de velocidade normal à superfície vibrante,
obtida com o uso do método de elementos finitos. Tal operador, chamado aqui de operador
de potência, é Hermitiano, fato crucial para a obtenção da intensidade acússtica útil,
após a aplicação da decomposição em autovalores e autovetores no operador de potência,
e do critério de truncamento proposto. Exemplos de aplicações da intensidade acústica
útil em superfícies vibrantes com a geometria de uma placa, de um cilindro com tampas
e de um silenciador automotivo são apresentados, e os resultados são comparados com
os obtidos via intensidade supersônica (placa) e via técnica numérica existente (cilindro),
evidenciando que a intensidade acústica útil traz, como benefício adicional, uma redução
em relação ao tempo computacional quando comparada com a técnica numérica existente. / This work describes the theory necessary to obtain the greatness called supersonic
intensity, which aims to identify the regions of a sound source that effectively contribute
to the sound power radiated, filtering recirculating and evanescent sound waves. The Fourier
approach to obtain the supersonic intensity in sources having separable geometries,
and the existent numerical formulation to obtain an equivalent to supersonic intensity on
noise sources with arbitrary geometry. This work presents a new numeric technique for
the computation of the numerical equivalent to the supersonic acoustic intensity. The
technique provides the identification of the regions of a noise source with arbitrary geometry
that effectively contribute to the sound power radiated to the far field by filtering
recirculating and evanescent sound waves. The proposed technique is entirely formulated
on the vibrating surface. The acoustic power radiated is obtained through a numerical
operator that relates it with the distribution of superficial normal velocity, which is obtained
by the boundary element method. Such power operator, possesses the property of
being Hermitian. The advantage of this characteristic is that their eigenvalues are real
and their eigenvectors form an orthonormal set for the velocity distribution. It is applied
to the power operator the decomposition in eigenvalues and eigenvectors, becoming possible
to compute the numerical equivalent to the supersonic intensity, called here useful
intensity, after applying a cutoff criterion to remove the non propagating components.
Some numerical tests confirming the effectiveness of the convergence criterions are presented.
Examples of the application of the useful intensity technique in vibrating surfaces
such as a plate, a cylinder with flat caps and an automotive muffler are presented and
the numerical results are discussed, showing that the useful intensity brings, as additional
benefit, a reduction of the computational effort, when compared to existent numerical
technique.
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Intensidade acústica útil: um novo método para identificação de regiões radiantes em superfícies com geometrias arbitrárias / Useful acoustic intensity: a new method for the identification of radiant regions on surfaces with arbitrary geometriesCleber de Almeida Corrêa Junior 16 March 2012 (has links)
Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Neste trabalho é descrita a teoria necessária para a obtenção da grandeza denominada
intensidade supersônica, a qual tem por objetivo identificar as regiões de uma
fonte de ruído que efetivamente contribuem para a potência sonora, filtrando, consequentemente,
a parcela referente às ondas sonoras recirculantes e evanescentes. É apresentada
a abordagem de Fourier para a obtenção da intensidade supersônica em fontes com geometrias
separáveis e a formulação numérica existente para a obtenção de um equivalente
à intensidade supersônica em fontes sonoras com geometrias arbitrárias. Este trabalho
apresenta como principal contribuição original, uma técnica para o cálculo de um equivalente
à intensidade supersônica, denominado aqui de intensidade acústica útil, capaz de
identificar as regiões de uma superfície vibrante de geometria arbitrária que efetivamente
contribuem para a potência sonora que será radiada. Ao contrário da formulação numérica
existente, o modelo proposto é mais direto, totalmente formulado na superfície vibrante,
onde a potência sonora é obtida através de um operador (uma matriz) que relaciona a
potência sonora radiada com a distribuição de velocidade normal à superfície vibrante,
obtida com o uso do método de elementos finitos. Tal operador, chamado aqui de operador
de potência, é Hermitiano, fato crucial para a obtenção da intensidade acússtica útil,
após a aplicação da decomposição em autovalores e autovetores no operador de potência,
e do critério de truncamento proposto. Exemplos de aplicações da intensidade acústica
útil em superfícies vibrantes com a geometria de uma placa, de um cilindro com tampas
e de um silenciador automotivo são apresentados, e os resultados são comparados com
os obtidos via intensidade supersônica (placa) e via técnica numérica existente (cilindro),
evidenciando que a intensidade acústica útil traz, como benefício adicional, uma redução
em relação ao tempo computacional quando comparada com a técnica numérica existente. / This work describes the theory necessary to obtain the greatness called supersonic
intensity, which aims to identify the regions of a sound source that effectively contribute
to the sound power radiated, filtering recirculating and evanescent sound waves. The Fourier
approach to obtain the supersonic intensity in sources having separable geometries,
and the existent numerical formulation to obtain an equivalent to supersonic intensity on
noise sources with arbitrary geometry. This work presents a new numeric technique for
the computation of the numerical equivalent to the supersonic acoustic intensity. The
technique provides the identification of the regions of a noise source with arbitrary geometry
that effectively contribute to the sound power radiated to the far field by filtering
recirculating and evanescent sound waves. The proposed technique is entirely formulated
on the vibrating surface. The acoustic power radiated is obtained through a numerical
operator that relates it with the distribution of superficial normal velocity, which is obtained
by the boundary element method. Such power operator, possesses the property of
being Hermitian. The advantage of this characteristic is that their eigenvalues are real
and their eigenvectors form an orthonormal set for the velocity distribution. It is applied
to the power operator the decomposition in eigenvalues and eigenvectors, becoming possible
to compute the numerical equivalent to the supersonic intensity, called here useful
intensity, after applying a cutoff criterion to remove the non propagating components.
Some numerical tests confirming the effectiveness of the convergence criterions are presented.
Examples of the application of the useful intensity technique in vibrating surfaces
such as a plate, a cylinder with flat caps and an automotive muffler are presented and
the numerical results are discussed, showing that the useful intensity brings, as additional
benefit, a reduction of the computational effort, when compared to existent numerical
technique.
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