Orientador : Jose Roberto de França Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T00:41:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Donadon_LazaroValentim_D.pdf: 19736719 bytes, checksum: 756fe6ddaca218731867c24a7c8fea98 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Este trabalho descreve a aplicação de métodos de controle ativo de ruído utilizando uma abordagem de filtragem adaptativa na configuração avanço, onde o objetivo é a observação do comportamento energético do sistema controlado. Os métodos de controle ativo testados foram o Filtered-X LMS no domínio do tempo e da freqüência e o ASIC (método de controle de intensidade sonora ativa) desenvolvido e implementado no domínio da freqüência. Este trabalho esta dividido em duas partes principais. Na primeira parte, os métodos de controle ativo foram testados em um ambiente acústico unidimensional constituído por um duto na forma de "T" com duas fontes acústicas. O modelo teórico do guia de ondas unidimensional foi desenvolvido utilizando o método dos elementos espectrais para o caso acústico. Neste experimento foram testadas as técnicas de medidas de intensidade sonora, potência radiada e sensores de velocidade de partícula. Os resultados teóricos e experimentais mostraram que o método dos elementos espectrais pode ser utilizado com sucesso para prever os fenômenos acústicos, e que não ocorrem diferenças significativas entre os métodos de controle ativo mesmo quando foram alteradas as funções de custo (troca dos sensores de pressão por sensores de velocidade de partícula). Na segunda parte, o algo ritmo Filtered-X LMS no domínio do tempo foi implementado em um cilindro com o intuito de atenuar o ruído interno quando este é gerado pela casca cilíndrica ou por uma fonte sonora externa à cavidade. Os esquemas de controle ativo testados foram o controle de vibração (A VC) e o controle ativo de ruído via atuação estrutural (ASAC). Demonstrou-se experimentalmente que, se o ruído interno é gerado pela vibração da casca cilíndrica, o melhor desempenho é atingido pelo controle de vibração, enquanto que, se o ruído é gerado por uma fonte externa, o controle ativo de ruído via atuação estrutural é a melhor alternativa / Abstract: This work describes applications of the active noise control techniques using adaptive feed forward filtering theory, where the objective is to analyze energetic behavior of the controlled system. The active noise control methods employed are the normalized filtered-X LMS in the time and frequency domain and the Active Sound Intensity Controller (ASIC), which is developed and implemented in the frequency domain. This thesis is divided m two main parts. In the first part, the active noise control methods are applied in an one-dimensional waveguide constituted by a T-shaped duct with two acoustic sources. The one-dimensional waveguide was modeled by the Spectral Element Method (SEM). In this experiment, the measurements include the sound intensity, the radiated acoustic power, and the partic1e velocity. The theoretical and experimental results show that the spectral element method can be used successfully to predict the acoustic phenomena in one-dimensional waveguides. Besides, there is no significant difference when different active noise control strategies are implemented, even when the cost functions were changed (the change in the error sensor type means a change in the cost function). In the second part, the normalized filtered-X LMS in the time domain is applied to attenuate the interior noise m a cylindrical cavity. The adaptive control schemes implemented were the Active Control of Vibration (A VC) and the Active Structural Acoustic Control (ASAC). Result obtained when the primary noise is generated by mechanically exciting the cylindrical shell and by using an external acoustical source are compared. It is shown that if the interior noise is generated by shaking the cylindrical shell, it is better to apply the A VC scheme, while if the interior noise is generated by an external acoustical source it is better to apply the ASAC scheme / Doutorado / Projetos Mecanicos / Doutor em Engenharia Mecânica

Este trabalho teve como objetivo estudar a eficiência do uso de freqüências sonoras no controle de cupins da espécie Cryptotermes sp. (Isoptera: Kalotermitidae) em peças de madeira visando uso em obras de arte e patrimônios de madeira. Para isso foram desenvolvidas e analisadas diversas freqüências sonoras, com amplitudes e tempo de exposições diferentes. Estas análises foram desenvolvidas a partir de quatro ensaios diferentes com o intuito de determinar se as freqüências sonoras eram capazes de afetar os cupins e de que forma isto ocorreu. Os testes partiram de características mais gerais das propriedades do som e, a partir dos resultados obtidos em cada experimento, foi-se diminuindo as faixas de freqüências utilizadas para a construção dos sons com melhores resultados. A partir destes, verificou-se que algumas das freqüências sonoras testadas, dentro do limite audível do homem, foram capazes de influenciar o comportamento dos cupins de maneira a levá-los a estados de letargia ou agitação, havendo um aumento de agressividade entre indivíduos (fazendo-os se atacarem) ou causando-lhes danos permanentes. Percebeu-se também que as freqüências sonoras, independente do tipo de alteração comportamental, foram capazes de causar distúrbios nas funções motoras dos cupins. Como resultados disto, esses insetos apresentaram fortes sinais de desorientação, desequilíbrio, atordoamento e, por vezes, paralisia. Entretanto, quando o efeito estava associado à agitação as freqüências sonoras foram capazes de desencadear os fenômenos de taxia, positiva e/ou negativa, de forma moderada a intensa, variando de acordo com o tratamento. Ressalta-se que alguns dos tratamentos realizados, constituindo-se de freqüências puras ou de arranjos, foram capazes de matar alguns cupins, sendo indiferente o ambiente no qual se encontravam. O isolamento acústico dos cupins os levou a um estado permanente de letargia associado a problemas nas atividades motoras, sendo que, quanto maior o período de tempo do isolamento, mais forte foram os efeitos observados, chegando à morte de alguns em um período relativamente curto de tempo.

Orientador: Jose Maria Campos dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-08T16:32:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_ElsonCesar_M.pdf: 10024919 bytes, checksum: 5229531ae57fbedd477ddafcf581d5b2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se uma implementação e avaliação experimental da grandeza acustica denominada de Intensidade Acustica Supersonica (IAS), a qual permite determinar a parcela da intensidade acustica de uma fonte sonora que sera radiada para o campo distante. Tal grandeza permite quantificar de forma mais precisa a eficiencia de radiação ou não de radiadores acusticos na solução dos problemas de vibroacustica. A IAS origina-se da Holografia Acustica de Campo Proximo (Nearfield Acoustic Holography - NAH) e tem por objetivo identificar as regiões de uma fonte de ru?do que contribuem para a potencia sonora radiada para o campo distante (supersonica) filtrando, consequentemente, a parcela referente as ondas sonoras recirculantes e evanescentes (subsonicas). O trabalho apresenta uma breve revisão teorica dos fundamentos da holografia acustica plana usando a transformada de Fourier e sua extensão para obtenção da Intensidade Acustica Supersonica. Com base no NAH para sistemas em coordenadas Cartesiano (holografia plana) implementou-se em linguagem MatLab um algoritmo do calculo da IAS e simulações em estrutura plana do tipo placa foram realizadas. Os resultados simulados foram verificados atraves de medições experimentais em uma placa real com as mesmas propriedades, dimensões, condições iniciais e de contorno. Os resultados obtidos são analisados e discutidos / Abstract: This work presents an experimental implementation and evaluation of the acoustic parameter named Supersonic Acoustic Intensity (SAI) which permits determining the part of the acoustic intensity of sound source that will be radiate to farfield. This parameter permits quantify precisely the radiation efficiency or acoustic radiator to solve the vibroacoustic problems. SAI had origin from Nearfield Acoustic Holography (NAH) it has as objective identify the regions of the sound source that contribute to the sound power radiated to the far field (supersonic) filtered out as a result the part of the sound recirculating and evanescence waves (subsonic). The work presents a brief theoretical review of the planar acoustic holography fundaments using the Fourier Transformed and its extension to obtain the supersonic acoustic intensity. With base in the NAH for coordinates systems (planar holography) it was implemented in MatLab language an algorithm from the SAI calculus and simulation in planar structure type plate were achieved. The simulated results were verified through experimental measurements in a realistic plate with the same properties, dimension, initial conditions and boundaries. The results obtained are analyzed and discussed. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Em engenharia, a modelagem computacional desempenha um papel importante na concepção de produtos e no desenvolvimento de técnicas de atenuação de ruído. Nesse contexto, esta tese investiga a intensidade acústica gerada pela radiação sonora de superfícies vibrantes. De modo específico, a pesquisa enfoca a identificação das regiões de uma fonte sonora que contribuem efetivamente para potência sonora radiada para o campo afastado, quando a frequência de excitação ocorre abaixo da frequência crítica de coincidência. São descritas as fundamentações teóricas de duas diferentes abordagens. A primeira delas, denominada intensidade supersônica (analítica) é calculada via transformadas de Fourier para fontes sonoras com geometrias separáveis. A segunda, denominada intensidade útil (numérica) é calculada através do método dos elementos de contorno clássico para fontes com geometrias arbitrárias. Em ambas, a identificação das regiões é feita pela filtragem das ondas não propagantes (evanescentes). O trabalho está centrado em duas propostas, a saber. A primeira delas, é a apresentação implementação e análise de uma nova técnica numérica para o cálculo da grandeza intensidade útil. Essa técnica constitui uma variante do método dos elementos de contorno (MEC), tendo como base o fato de as aproximações para as variáveis acústicas pressão e velocidade normal serem tomadas como constantes em cada elemento. E também no modo peculiar de obter a velocidade constante através da média de um certo número de velocidades interiores a cada elemento. Por esse motivo, a técnica recebe o nome de método de elemento de contorno com velocidade média (AVBEMAverage Velocity Boundary Element Method). A segunda, é a obtenção da solução forma fechada do campo de velocidade normal para placas retangulares com oito diferentes combinações de condições contorno clássicas. Então, a intensidade supersônica é estimada e comparada à intensidade acústica. Nos ensaios numéricos, a comparação da intensidade útil obtida via MEC clássico e via AVBEM é mostrada para ilustrar a eficiência computacional da técnica aqui proposta, que traz como benefício adicional o fato de poder ser utilizada uma malha menos refinada para as simulações e, consequentemente, economia significativa de recursos computacionais. / In engineering computational modeling plays an important role in product design and development techniques for noise attenuation. In such context, this thesis investigates the acoustic intensity generated by sound radiation from vibrating surfaces. Specifically, the research focuses on the identification that effectively contribute to the radiated sound power into the far-field, especially when the driven frequency occurs below the critical coincidence frequency. The theoretical formulations of two different approaches are described. The first one, called supersonic intensity (analytical) is calculated via Fourier transforms for noise sources with separable geometries. The second, called useful intensity (numerical) is calculated by the method of boundary elements to classic fonts with arbitrary geometries. In both, the identification of regions is done by filtering the non propagating waves (evanescent). The work is focused on the presentation, implementation and analysis of a new numerical technique for calculating the magnitude useful intensity. This technique is a variant of the method-boundary element (BEM), based on the fact that the approximations for the acoustic pressure and normal speed variables are taken as constant in each element. Also in particular way to obtain constant speed by mean of a number of speeds interior of each element. For this reason, the technique is called the Average Velocity Boundary Element Method . The closed form solution of the normal velocity field for rectangular plates in eight cases with distinct combinations of classical boundary conditions is also obtained. Then, the supersonic intensity is estimated and compared to the acoustic intensity. Numerical experiments are performed comparing to the useful intensity via the conventional BEM with theAVBEM in order to illustrate the positive computational features of the method. The numerical results indicate that the proposed method is much more computationally effcient than its standard BEM counterpart, it enabling the use of a coarser mesh.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Em engenharia, a modelagem computacional desempenha um papel importante na concepção de produtos e no desenvolvimento de técnicas de atenuação de ruído. Nesse contexto, esta tese investiga a intensidade acústica gerada pela radiação sonora de superfícies vibrantes. De modo específico, a pesquisa enfoca a identificação das regiões de uma fonte sonora que contribuem efetivamente para potência sonora radiada para o campo afastado, quando a frequência de excitação ocorre abaixo da frequência crítica de coincidência. São descritas as fundamentações teóricas de duas diferentes abordagens. A primeira delas, denominada intensidade supersônica (analítica) é calculada via transformadas de Fourier para fontes sonoras com geometrias separáveis. A segunda, denominada intensidade útil (numérica) é calculada através do método dos elementos de contorno clássico para fontes com geometrias arbitrárias. Em ambas, a identificação das regiões é feita pela filtragem das ondas não propagantes (evanescentes). O trabalho está centrado em duas propostas, a saber. A primeira delas, é a apresentação implementação e análise de uma nova técnica numérica para o cálculo da grandeza intensidade útil. Essa técnica constitui uma variante do método dos elementos de contorno (MEC), tendo como base o fato de as aproximações para as variáveis acústicas pressão e velocidade normal serem tomadas como constantes em cada elemento. E também no modo peculiar de obter a velocidade constante através da média de um certo número de velocidades interiores a cada elemento. Por esse motivo, a técnica recebe o nome de método de elemento de contorno com velocidade média (AVBEMAverage Velocity Boundary Element Method). A segunda, é a obtenção da solução forma fechada do campo de velocidade normal para placas retangulares com oito diferentes combinações de condições contorno clássicas. Então, a intensidade supersônica é estimada e comparada à intensidade acústica. Nos ensaios numéricos, a comparação da intensidade útil obtida via MEC clássico e via AVBEM é mostrada para ilustrar a eficiência computacional da técnica aqui proposta, que traz como benefício adicional o fato de poder ser utilizada uma malha menos refinada para as simulações e, consequentemente, economia significativa de recursos computacionais. / In engineering computational modeling plays an important role in product design and development techniques for noise attenuation. In such context, this thesis investigates the acoustic intensity generated by sound radiation from vibrating surfaces. Specifically, the research focuses on the identification that effectively contribute to the radiated sound power into the far-field, especially when the driven frequency occurs below the critical coincidence frequency. The theoretical formulations of two different approaches are described. The first one, called supersonic intensity (analytical) is calculated via Fourier transforms for noise sources with separable geometries. The second, called useful intensity (numerical) is calculated by the method of boundary elements to classic fonts with arbitrary geometries. In both, the identification of regions is done by filtering the non propagating waves (evanescent). The work is focused on the presentation, implementation and analysis of a new numerical technique for calculating the magnitude useful intensity. This technique is a variant of the method-boundary element (BEM), based on the fact that the approximations for the acoustic pressure and normal speed variables are taken as constant in each element. Also in particular way to obtain constant speed by mean of a number of speeds interior of each element. For this reason, the technique is called the Average Velocity Boundary Element Method . The closed form solution of the normal velocity field for rectangular plates in eight cases with distinct combinations of classical boundary conditions is also obtained. Then, the supersonic intensity is estimated and compared to the acoustic intensity. Numerical experiments are performed comparing to the useful intensity via the conventional BEM with theAVBEM in order to illustrate the positive computational features of the method. The numerical results indicate that the proposed method is much more computationally effcient than its standard BEM counterpart, it enabling the use of a coarser mesh.