|
Identificatie van akoestische materialen en systemen met behulp van een scanning laser Doppler vibrometer
|
|
Abstract: Vele hedendaagse technieken om akoestische en vibrerende materialen & systemen te identificeren en kwantificeren, maken enerzijds gebruik van microfoons voor akoestische metingen en anderzijds van accelerometers voor metingen op trillende systemen. Beide meetinstrumenten verstoren echter resp. het akoestisch veld en de eigenschappen van het trillend systeem (bijv. het mass loading effect). Het gebruik van de scanning laser Doppler vibrometer (SLDV) als optisch meetinstrument kent al ettelijke jaren veel succes, maar in akoestische toepassingen is het gebruik hiervan nog vrij beperkt. Het grootste voordeel van deze meettechniek is het feit dat noch het akoestisch veld, noch het trillend systeem verstoord worden tijdens de metingen.
Â
In dit doctoraatsonderzoek wordt nagegaan hoe de SLDV kan ingezet worden bij de materiaalkarakterisatie van akoestische materialen en bij het identificeren en visualiseren van akoestische velden en golven. Hiertoe wordt het onderzoek in 6 fasen opgedeeld:
- Fase 1: literatuurstudie. In eerste fase gericht op materiaalkarakterisatie van akoestische materialen, vnl. absorptiemeettechnieken, en in tweede instantie gericht op Power Flow en Nearfield Acoustical Holography (NAH). Hierbij zal gebruik gemaakt worden van Regressieve Discrete Fourier Series (RDFS), gedeeltelijk ontwikkeld in de doctoraatsthesis van J. Vanherzeele. Een gedeelte van de resultaten van de literatuurstudie vormt tevens een onderdeel van het opleidingsonderdeel ‘Behandeling van een probleem uit de werktuigkunde: akoestiek en trillingen’ dat zal afgelegd worden in het eerste jaar van het predoctoraal parcours.
- Fase 2: bepaling van de akoestische absorptiecoëfficiënt onder loodrechte inval (1D). Gebruik makende van de theorie rond staande golven in een impedantiebuis (buis van Kundt) zal met behulp van de SLDV de absorptiecoëfficiënt onder loodrechte inval bepaald worden. Het grote voordeel van het gebruik van de SLDV is ook hier het feit dat het geluidsveld in de buis niet wordt verstoord, dat vele meetpunten op een eenvoudige en snelle manier kunnen bepaald worden en dat hiermee ook de kwaliteit van de meetresultaten kan geschat worden. In deze fase zal tevens onderzocht worden welke geluidssignalen het beste resultaat geven bij deze metingen.
- Fase 3: bepaling van de akoestische absorptiecoëfficiënt onder schuine inval (2D). Gebruik makende van bestaande meettechnieken gebaseerd op spatiale Fouriertransformaties zal de SLDV gebruikt worden om de absorptiecoëfficiënt onder schuine inval te bepalen. Kennis van deze waarde kan van groot belang zijn bij het voorspellen van het geluidsveld in lokalen bij het gebruik van de stralentrekmethode. Veel akoestische simulatiepakketten zijn op deze methode gebaseerd, maar ontberen meestal de juiste materiaaleigenschappen zoals deze absorptiecoëfficiënt onder schuine inval.
- Fase 4: bestaande technieken om de Power Flow in trillende systemen te visualiseren en kwantificeren maken al enkele jaren gebruik van de SLDV. Via Power Flow is het mogelijk zogenaamde energy sources en sinks te bepalen alsook na te gaan of er al schade ontstaan is binnen het trillend systeem (cracks). Onderzoek rond RDFS-technieken gecombineerd met SLDV-metingen om de bestaande technieken te verbeteren, biedt nog enkele interessante mogelijkheden.
- Fase 5: via NAH is het mogelijk te voorspellen hoe geluid zich voortplant wanneer het afgestraald wordt van een trillend systeem. Ook hier is het gebruik van RDFS en metingen met de SLDV een valabele onderzoeksmethode.
- Fase 6: schrijven doctoraat en verdedigen doctoraatsproefschrift.
Het doctoraat werd met succes verdedigd op 14 oktober 2011.
Type: doctoraat
Â
Looptijd: 1/01/2006 – 31/12/2011
Â
Financieringsbron: academiseringsmiddelen
Â
Interne medewerkers: Cedric Vuye (doctorandus), Lucien Allonsius (copromotor)
Â
Externe medewerkers: Vanlanduit Steve, VUB, promotor
 |