Grau en Enginyeria de Sistemes Audiovisuals

Grau en Enginyeria de Sistemes Audiovisuals

Forma't amb un grau universitari referent a Espanya que et dóna atribucions professionals d Enginyer Tècnic de Telecomunicació, especialitzat en Imatge i So

Laboratori d'enginyeria acústica II

Descripció
Per tal de realitzar prediccions del comportament vibroacústic d´estructures tals com automòbils, ferrocarrils, aeronaus o edificis, o per fer prediccions de soroll de trànsit de vehicles o ferrocarrils, els enginyers acústics necessiten eines de simulació. Durant el primer semestre de l´assignatura Teoria i laboratori d´enginyeria acústica II presentarem els fonaments dels mètodes numèrics més utilitzats en vibroacústica. Ens centrarem en el mètode dels elements finits (FEM) que s´empra per problemes de baixes freqüències i en l´anàlisi estadístic energètic (SEA) que s´utilitza per altes freqüències. També es farà una breu introducció al mètode dels elements de contorn (BEM) i a l´acústica geomètrica (teoria de raigs). El segon semestre de Teoria i laboratori d´enginyeria acústica II és totalment pràctic i es cursa el darrer any del grau, quan el futur enginyer ja ha adquirit tots els coneixements teòrics d´Acústica. Les 5 pràctiques guiades abracen un ampli ventall d´àmbits i garanteixen l´assoliment d´habilitats i competències en l´ús d´instrumental acústic (micròfons, altaveus, analitzadors, etc). Al llarg de l´assignatura es consoliden els conceptes teòrics cursats durant el primer semestre del curs i a l´assignatura Acústica Arquitectònica assegurant la competència teòrico-pràctica necessària per accedir al mercat laboral.
Tipus assignatura
Tercer - Obligatoria
Semestre
Segon
Curs
4
Crèdits
3.00

Professors Titulars

Coneixements previs

Teoria i laboratori d'enginyeria acústica I.

Objectius
Continguts

SEMESTRE 1: MÈTODES NUMÈRICS DETERMINISTES I ESTADÍSTICS [~45h]
1. Introducció a l´acústica analítica [6h]
1.1. Equacions de conservació dels medis continus
1.2. L´equació d´ones i l´equació de Helmholtz
1.3. La funció de Green en camp lliure
1.4. Monopols, dipols i quadrupols
1.5. Soroll generat per una distribució de fonts acústiques en presència de superfícies arbitràries
1.6. Soroll generat per una placa.
1.7. Resum

2. Elements finits (FEM) i elements de contorn (BEM) [20h]
2.1. Introducció
2.2. Problema model unidimensional
2.3. Formulació variacional o dèbil en el continu
2.4. Discretització de la forma dèbil: el mètode dels elements finits
2.5. Estimació de l´error FEM
2.6. Exemple en dues dimensions: L´equació de Helmholtz
2.7. Aspectes computacionals i de programació
2.8. El mètode dels elements de contorn
2.9. Resum

3. Anàlisi Estadístic Energètic (SEA) [19h]
3.1. Introducció
3.2. Problema model
3.3. Relació de consistència
3.4. Sistemes i subsistemes SEA
3.5. Energia i densitats modals
3.6. Factors de pèrdues per dissipació, per acoblament i totals
3.7. Equacions generals: mètode matricial i anàlisi de vies de transmissió

SEMESTRE 2. LABORATORI: PRÀCTIQUES [~45h]
4. P1: Acústica ambiental
- Introducció als sonòmetres BK2250 i SC310
- Realització de mesures ambientals
- Índexs dels sonòmetres i operar amb les dades dels sonòmetres
- Avaluació segons la Llei 16/2002 de Protecció contra la contaminació acústica

5. P2: Potència acústica d´una font
- Introducció a la font calibrada BK4205, consolidació de l´ús de l´analitzador bicanal BK2034
- Mesura de la potència acústica segons UNE-EN ISO 3745

6. P3: Mesura de l´aïllament acústic al soroll aeri i al soroll d´impactes

6.1. Mesura de l´aïllament acústic al soroll aeri
- Introducció a la font dodecaèdrica FP121
- Consolidació de l´ús de l´analitzador multicanal NetdB
- Protocol de mesura de l´aïllament acústic al soroll aeri segons normativa UNE-EN ISO 140-4 i avaluació dels resultats segons UNE-EN ISO 717-1
- Leakage acústic

6.2. Mesura de l´aïllament acústic al soroll d´impactes
- Introducció a la màquina d´impactes MI005
- Protocol de mesura de l´aïllament acústic al soroll d´impactes segons normativa UNE-EN ISO 140-7 i avaluació segons UNE-EN ISO 717-2
- Determinació de la naturalesa del soroll: impactes o aeri

7. P4: Time Delay Spectrometry
- Ecograma i ETC, localització de reflexions, combfilter
- Time Delay Spectrometry
- Resolució temporal, espacial i freqüencial
- Resposta freqüencial d´un sistema en entorns no anecoics
- Mesura del temps de reverberació pel mètode de la integració de Schroeder
- Paràmetres bàsics d´acústica de recintes: RT, %ALCONS i STI/RASTI

8. P5: Modes propis d´un recinte. Absorció en tub de Kundt
8.1. Modes propis d´un recinte
- Introducció al sonòmetre SC30
- Excitació i localització dels modes propis d´un recinte
- Mesura de la freqüència de Schroeder

8.2. Coeficient d´absorció acústica en incidència normal
- Mesura de les freqüències de ressonància d´un tub
- Mesura del coeficient d´absorció en incidència normal en tub de Kundt, relació d´ona estacionària

Metodologia

Semestre 1

1. Classes magistrals
2. Classes de problemes
3. Classes de demostració al laboratori (mínim 2 durant el curs)
4. Pràctiques en grup

Semestre 2

Al llarg del semestre l´alumne realitza 5 pràctiques per grups. El primer dia de la pràctica el professor explica els objectius i conceptes bàsics. A través de l´experimentació l´alumne resol els exercicis i experiments proposats. El segon dia de la pràctica el professor realitza una sèrie de preguntes a l´alumne per validar l´assimilació dels continguts.

Entre els dos dies de pràctiques l´alumne pot accedir al laboratori per acabar de completar els exercicis proposats.

Avaluació

Semestre 1

Exàmens escrits al final de semestre (2~3h)
Avaluació contínua en base a exercicis i pràctiques individuals i/o en grup (dues notes addicionals a l´examen per semestre)

Semestre 2

L´avaluació es realitza a partir d´un examen pràctic individual, i de preguntes realitzades al final de les pràctiques.

La nota global es calcula segons les següents ponderacions:

Examen Pràctic = 70%
Preguntes pràctiques = 30%

Es fa mitja si la nota de l´Examen Pràctic ≥ 3.5 segons

Nota Final 2n semestre = 0.70 Examen Pràctic + 0.30 Preguntes

Només s´aplicarà la fórmula anterior si l´avaluació continuada (Preguntes) no perjudica a la nota final del curs.

L´assistència a les pràctiques és obligatòria. Les sessions de pràctiques són de 3h, i cada pràctica consta de dues sessions.
L´alumne disposa d´horaris sota calendari i reserva per tal de poder accedir al laboratori fora dels horaris de classe.
Les pràctiques es realitzaran en grups, que en funció del nombre d´alumnes poden arribar a estar formats per 3 persones com a màxim. S´haurà de portar imprès i llegit l´enunciat de la pràctica que toca aquella setmana.

Avaluació de l´assignatura

L´avaluació de cada semestre de l´assignatura és independent, i l´assignatura s´aprova si la Nota Final és superior o major que 5

Nota Final = 0.50 Nota Final 1r semestre + 0.50 Nota Final 2n semestre

El valor mitjà anterior només serà aplicable en el cas que les dues notes de cada semestre siguin majors o igual que 4,5.

En el cas que s´aprovi únicament un semestre, es guardaria la nota d´aquell semestre pel curs que ve, però no pels posteriors.

Criteris avaluació
Bibliografia bàsica
Material complementari

Semestre 1
Tema 1:
- M.S. Howe, Theory of Vortex Sound (Cambridge Texts in Applied Mathematics, Cambridge University Press) (2003)
- D. Crighton, P. Dowling, J.E. Ffowcs Williams, M. Heckl and F. Leppington, Modern Methods in Analytical Acoustics (Springer-Verlag) (1992)
- P. M. Morse and K. U. Ingard, Theoretical Acoustics (First Princeton University Press edition) (1986)
- S.W. Rienstra and A. Hirschberg, An Introduction to Acoustics (Eindhoven University of Technology) (2004)

Tema 2:
- T.J.R. Hughes, The Finite Element Method. Linear Static and Dnamic Finite Element Analysis, Dower (2000)
- C. Johnson, Numerical solutions of partial differential equations by the finite element method , Cambridge University Press (1987)
- G.C. Cohen, High-Order Numerical Mehods for Transient Wave Equations, Springer (2002)
- Boundary Element Acoustics, Ed. T.W. Wu WIT Press (2000)

Tema 3:
- R.H. Lyon, Statistical Energy Analysis of dynamical systems: theory and applications, The MIT Press (1975)
- R.H. Lyon and R.G. DeJong, Theory and Application of Statistical Energy Analysis, Butterworth-Heinemann (1995)
- R. Craik, Sound Transmission Through Buildings Using Statistical Energy Analysis, Gower, London (1996)
- Statistical Energy Analysis. An overview with applications in Structural Dynamics, Eds. A. Keane and F. Fahy, Cambridge University Press (1997)

Semestre 2
- C.M. Harris and Crede, Shock & Vibration Handbook, Ed. McGraw-Hill, 1988.
- L. Beranek, L. Vér. Noise and Vibration Control Engineering, Ed. John Wiley & Sons, 1992.
- C. Hopkins, Sound Insulation, Ed. BH, 2007
- M.J. Crocker. Handbook of noise and vibration control. Ed. John Wiley & Sons, 2007