Desarrollo de aplicaciones para el estudio de sistemas acústicos con la herramienta MATLAB©

Con el objetivo de facilitar el aprendizaje del alumnado en el área de ingeniería acústica, se vienen desarrollando diferentes aplicaciones para el estudio de sistemas acústicos con la herramienta MATLAB© que se utilizan con relativo éxito. Dichos sistemas se pueden agrupar en diferentes ámbitos presentes en los planes de estudio de diferentes titulaciones: diseño de sistemas radiantes en baja frecuencia, materiales acústicos, transductores ultrasónicos…. En este trabajo se muestra el proceso llevado a cabo para implementar alguna de estas herramientas. Además, se describe el procedimiento que se sigue a la hora de presentarlas al alumnado con el objetivo de que el proceso de aprendizaje sea eficaz y se proponen algunas actividades basadas en la utilización de las citadas herramientas. Aunque las aplicaciones objeto de este trabajo se han concebido especialmente para su utilización en las clases de prácticas pueden ser utilizadas con provecho en actividades no presenciales propuestas por el profesorado

Estudio de dinámica por ordenador MUBODYNA

El presente trabajo de Fin de Grado de Ingeniería Mecánica tiene como objetivo el estudio y análisis de dinámica de mecanismos por ordenador. Para alcanzar dicho objetivo se comienza por el análisis y estudio de los métodos que se conocen hoy en día para el modelado y desarrollo de mecanismos, para su posterior aplicación en un MUBODYNA. MUBODYNA es un conjunto de algoritmos desarrollados e implementados en Matlab por la Universidad de Mihno en Portugal. Tras la explicación de los diferentes métodos se desarrollarán varios modelos en el programa, con el fin de complementar el manual ya existente de MUBODYNA, y así facilitar el desarrollo del programa en investigaciones futuras. Este trabajo se ha desarrollado con la idea de expandir y complementar el trabajo “Dinámica por ordenador con Matlab” [1], con el fin de facilitar el trabajo de investigación, tanto para alumnos como cualquier investigador, al disponer de varios modelos desarrollados con el programa, además de explicaciones sobre cómo definir los diferentes sistemas mecánicos que se pueden encontrar, y el proceso de cálculo que lleva a cabo la simulación.The present Mechanical Engineering project has as objective the study and analysis of dynamics of mechanisms by computer. To reach this objective, we begin by analyzing and studying the methods that are known today for the modeling and development of mechanisms, for their subsequent application in MUBODYNA. MUBODYNA is a set of algorithms developed and implemented in Matlab by the University of Mihno in Portugal. After the explanation of the different methods, several models will be developed in the program, in order to complement the existing manual of MUBODYNA, and thus facilitate the development of the program in future research. This project has been developed with the idea of expanding and complementing the work "Dinámica por ordenador con Matlab" [1], in order to facilitate the research work, both for students and any researcher, by having several models developed with the program, in addition to explanations on how to define the different mechanical systems that can be found, and the calculation process carried out by the simulation.Ingeniería Mecánic

Una plataforma para facilitar el aprendizaje en ingeniería acústica

En este trabajo se presenta una plataforma que facilita la realización de diversas actividades y prácticas asociadas a contenidos en el ámbito de lo que se viene denominando “ingeniería acústica”. El sistema central de esta plataforma es una tarjeta de adquisición de datos para la que se han programado diversas aplicaciones en Labview. Se pueden distinguir distintas áreas entre las que destacamos: el estudio de los transductores (con emisión audible y ultrasónicos) y la acústica de salas. También se han implementado aplicaciones concretas para la realización de medidas con técnicas ultrasónicas (emisor-receptor y eco-impulso). A lo largo del documento se explican, en primer lugar los fundamentos teóricos de las aplicaciones. A continuación se indica la estrategia a seguir por el profesor tanto en una sesión de prácticas presencial como en una lección magistral demostrativa. La utilización de plataformas como las que se presentan en este documento es un elemento de motivación para el alumnado, ya que puede comprobar que es capaz de desarrollar herramientas que compiten (y a veces aventajan) con las comerciales

Modelado de paneles acústicos ranurados

El comportamiento acústico de un medio poroso común depende en gran medida de su porosidad abierta, consistiendo ésta en una red interconectada de poros que incluye porosidades cinemáticas y «sin salida». Una porosidad «sin salida» adecuadamente seleccionada puede ayudar a mejorar las propiedades de absorción acústica de dichos materiales gracias a los intercambios térmicos entre los fluidos en cada uno de estos poros. Este trabajo presenta un modelo que trata situaciones como las anteriores para el caso específico de paneles rígidos con orificios circulares dispuestos periódicamente y que contienen poros sin salida en forma de ranura. Para ello, se utilizan las soluciones analíticas que describen la propagación de ondas acústicas en poros de sección circular y en ranuras. Los resultados preliminares muestran la capacidad absorbente de estos sistemas, haciendo de ellos una interesante alternativa a las soluciones de panel perforado tradicionales. Además, el modelo demuestra ser una herramienta útil para estimar sus propiedades acústicas de una manera sencilla que también puede extenderse a otras geometrías.The acoustic behaviour of common porous media is highly dependent on their open porosity, this consisting of an interconnected network of pores including kinematic and dead-end porosities. A properly chosen dead-end porosity can help enhance the sound absorption properties of such materials because of the thermal exchanges between the fluids filling each of these pores. This work presents a model to deal with previous situations for the specific case of rigid panels with periodically arranged circular holes containing slit-like dead-end pores. Analytical solutions describing acoustic wave propagation in pores of circular cross-section and slits are used together to this end. Preliminary results show the absorption capability of these systems, making them an interesting alternative to traditional perforated panel solutions. Additionally, the model is proven to be a useful tool to estimate their acoustic properties in a simple manner that can also be extended to other geometry cases

Bloch wave homogenization in a medium perforated by critical holes

Publicación ISIIn this Note, we use the Bloch wave method to study the asymptotic behavior of the solution of the Laplace equation in a periodically perforated domain, under a non-homogeneous Neumann condition on the boundary of the holes, as the hole size goes to zero more rapidly than the domain period. We prove that for a critical size, the non-homogeneous boundary condition generates an additional term in the homogenized problem, commonly referred to as 'the strange term' in the literature

Underwater Anthropogenic Noise Pollution Assessment in Shallow Waters on the South-Eastern Coast of Spain

Anthropogenic noise is a growing threat to marine life due to the incrementation of human activity in the marine environment. In Europe, the Directive 2008/56/EC of the European Parliament and of the Council was published with the aim of establishing a framework for community action in the field of marine environmental policy. The directive introduces underwater acoustic energy, as detailed in Descriptor 11, and stipulates that the member states should set the threshold levels at which a good environmental status can be achieved by means of long-term monitoring campaigns. This research presents the results of a long-term underwater noise monitoring campaign with a duration of three years in the port of Cartagena located on the south-eastern coast of Spain, focusing on the monthly and annual variation patterns of low-frequency continuous noise. The acquired data are classified according to the source of the acoustic noise into shipping, other anthropogenic, and natural noise measurements. These three groups of measurements are processed in order to obtain one-third octave band levels centered at 63 and 125 Hz, as well as the overall bandwidth of unweighted Sound Pressure Level (SPL). The analysis of the measurements shows an increase in the annual average overall band of 4 and 3 dB of the natural and shipping noise, respectively, from 2013 to 2015. This monitoring campaign provides accurate acoustic values to establish threshold levels to achieve good environmental status and recommendations to conduct monitoring programs and regulations to control underwater noise pollution

Caracterización de la impedancia de transferencia de materiales porosos-fibrosos usando holografía acústica de campo cercano (NAH)

En este trabajo se aplica la técnica de holografía acústica de campo cercano (NAH-Near field Acoustic Holography) para determinar la velocidad de vibración de la superficie de una capa de material absorbente que a su vez está adherido a una placa metálica circular que emula un pistón rígido. Este dato de la velocidad es necesario para predecir su impedancia de transferencia. En la experiencia propuesta, la placa metálica vibra por la acción de un actuador ubicado en su centro transmitiendo su vibración a la lámina porosa. El experimento y la técnica implementada se apoyan en la hipótesis del desacoplamiento de la parte vibratoria y la acústica de un sistema placa-poroso para determinar la eficiencia de radiación.In this paper, the technique Near-field Acoustic Holography (NAH) is applied to determine the surface vibration velocity of a layer of porous material attached to a circular metal plate that emulates a rigid piston. The velocity data is necessary to calculate the transfer impedance of the absorber material. In the proposed experience, the metallic plate vibrates by the action of an actuator located in its center transmitting the vibration of the plate to the porous layer. The experiment and the technique implemented are based on the assumption of decoupling vibrational and acoustic behavior of the plate-porous structure to determine the radiation efficiency

Uso de señales pseudoaleatorias en aplicaciones para el estudio de la dinámica de vibraciones

El estudio de la propagación de una perturbación en un medio elástico es un contenido de relevancia en una carrera técnica. En los laboratorios docentes no es fácil llevar a cabo experimentos en los que el alumnado visualice fácilmente la dinámica de vibraciones. Además, la ejecución de prácticas demostrativas de análisis modal exige la utilización de configuraciones en las que son necesarios dispositivos excitadores como los Shaker o los martillos de impacto. En este trabajo se presenta una metodología experimental basada en la utilización de señales pseudoaleatorias tipo MLS (Maximum Length Sequence) y actuadores de tipo electrodinámico, de fácil acceso al profesorado, en aplicaciones para el estudio de la dinámica de vibraciones y que ha sido ensayada con éxito en diferentes titulaciones. La base experimental sobre la que se proponen las aplicaciones consiste en barras y estructuras tipo “L” construidas a partir de piedra arenisca tipo Bateig