Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3493
Main Title: Sound Absorption of Periodical Surfaces
Translated Title: Schallabsorption von periodischen Oberflächen
Author(s): Yori Fernández, Alfio
Advisor(s): Möser, Michael
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: In dieser Doktorarbeit wird an erster Stelle eine Vergleichsstudie des akustischen Verhaltens von lokal reagierenden Absorptionsmaterialien beim Einfall von Schallfeldern verschiedener Art durchgeführt. Es werden Absorptionskurven zu ebenen Wellen, Kugelwellen und diffusen Schallfeldern erstellt. An zweiter Stelle wird eine theoretische Beschreibung des reflektierten Schalls entwickelt, der durch den Einfall einer ebenen Welle auf eine periodische Impedanz entsteht. Ausserdem wird ein mathematischer Ausdruck für den Absorptionskoeffizienten bestimmt. Schliesslich wird eine Messmethode zum Erhalten des Absorptionskoeffizienten von homogenen oder periodischen Impedanzen unter Freifeldbedingungen vorgestellt. Diese Methode liefert auch die Streuungscharakteristik von periodischen Oberflächen. Daher kann man mit einer einzigen Messung die komplette Analyse der Absorption und Diffusität eines Materials gewinnen. Wie in den meisten Freifeldmessmethoden werden hier zwei Messungen durchgeführt, eine vor der Absorptionsfläche und eine andere ohne Absorptionsfläche, um den reflektierten Schall bzw. den einfallenden Schall zu ermitteln. Um die komplexe Druckverteilung zu erfassen, wird ein Mikrofonarray verwendet. Jede Druckverteilung wird mittels einer räumlichen Fourier-Transformation in ebene Wellen zerlegt. Dadurch berechnet man den komplexen Reflexionsfaktor, von dem man die Absorption und Diffusität der Probe bestimmt.
In this doctoral thesis, first a comparative study of acoustical behaviour presented by sound absorbent materials, considered as locally reactive, when different types of sound fields impinge upon them, is carried out. Absorption curves for plane, diffuse and circular incidence are given. Secondly, a theoretical study is developed, which is addressed at obtaining the reflected sound field from surfaces of periodical composition impinged by a plane wave front. Also, a mathematical expression to calculate the sound absorption coefficient is obtained. Here, the spatial period of the periodical surface is considered as composed by a sum of spatial harmonic components, where each one of them behaves as an independent limit surface, which implicitly takes a determined sound reflection coefficient with both amplitude and phase. Finally, a measurement method to obtain the sound absorption coefficient of periodical or simple surfaces, for any sort of incident sound field, on free field is presented. Furthermore, the presented method, together with permitting to obtain the periodical surfaces absorption coefficient, gives us the diffusion pattern presented by this type of surfaces. Hence, a complete analysis of absorption and diffusion presented by a determined material can be carried out with only one measurement. Just like in most free field methods, two measurements are carried out here, one in front of the absorbent surface and the other on free field; in order to obtain not only complex pressure distribution impinging on the sample but also the pressure reflected from this, as well. The proposed method uses microphone arrangement to measure sound pressure distribution on a plane, with and without the presence of the sample to be measured. Each distribution pattern of sound pressure is decomposed into plane wave components by using a spatial Fourier transform. This allows obtaining the complex pressure reflection coefficient, from which diffusion and absorption of the analyzed sample are obtained.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-38479
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/3790
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3493
Exam Date: 25-Jan-2013
Issue Date: 1-Feb-2013
Date Available: 1-Feb-2013
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Absorption
Diffusion
Periodische Impedanz
Reflektion
Absorption
Diffusion
Periodical Impedance
Reflection
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Appears in Collections:Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik (ISTA) » Publications

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