Figuur 1 – De drie typen problemen die geanalyseerd kunnen worden.
links: interior, midden: exterior (radiation), rechts: exterior (scattering)
Dr. René Visser, Universiteit Twente, 1 oktober 2004
Geluidsoverlast is een belangrijk probleem in de hedendaagse maatschappij en vormt daarmee een belangrijke impuls voor de ontwikkeling van geluidsvoorspelling en reductie technieken. Het vermogen om verschillende geluidsbronnen te lokaliseren en hun onderlinge bijdrage aan de algehele geluidsafstraling te bepalen is een eerste vereiste voor het oplossen van het probleem.
Ten gevolge van de steeds maar strenger wordende regelgeving t.a.v. geluidsafstraling en de toenemende vraag naar stillere consumentenproducten is geluidsafstraling een belangrijk ontwerpcriterium geworden. Om hun producten aan de eisen te kunnen laten voldoen moeten producenten in staat zijn het afgestraalde geluidsveld te voorspellen en te meten. Derhalve is vier jaar geleden aan de Universiteit Twente bij de faculteiten werktuigbouwkunde en elektrotechniek een STW project gestart in samenwerking met o.a. Philips, SKF, DAF Trucks, TNO TPD, NLR en het Marin. Doel van het project is het ontwikkelen van efficiënte methodieken voor het berekenen en meten van geluidsvelden in zowel afgesloten ruimtes (interior geluid) als (half-)oneindige domeinen (exterior geluid), zie figuur 1.
Figuur 1 – De drie typen problemen die geanalyseerd kunnen worden.
links: interior, midden: exterior (radiation), rechts: exterior (scattering)
Afgezien van het uitrekenen van geluidsvelden is een tweede belangrijke toepassing het lokaliseren van geluidsbronnen. Met andere woorden: welk onderdeel van het product straalt bij welke frequentie hoeveel geluid af? Met deze kennis kunnen modificaties aan het product worden doorgevoerd waarmee de hoeveelheid afgestraald lawaai geminimaliseerd wordt.
Binnen het onderzoek zijn diverse methodieken ontwikkeld voor zowel het voorspellen van afgestraalde geluidsvelden, als het identificeren van de geluidsbronnen wanneer het geluidsveld gemeten is. Deze ontwikkelde methodieken zijn deels toegespitst op het gebruik van een nieuw type akoestische sensor (Microflown). Deze sensor, reeds eerder aan de Universiteit Twente uitgevonden, meet akoestische deeltjessnelheid (vector) in plaats van akoestische druk fluctuaties (skalar) zoals gebruikelijk is in de akoestiek (figuur 2). Onder bepaalde omstandigheden blijkt dat met behulp van deze sensor nauwkeurigere resultaten behaald kunnen worden dan mogelijk was met conventionele akoestische sensoren (microfoon).
Figuur 2 - Een standaard
1/2 inch microfoon (links) en de nieuwe microflown (rechts) die
simultaan de druk en de deeltjessnelheid in drie richtingen meet.
Na uitvoerig testen van de nieuwe technieken zijn ze succesvol toegepast op een aantal probleem producten uit het bedrijfsleven. Voorbeelden variëren van het vinden van de geluidsbronnen op elektronische printplaten tot inzicht verschaffen in de geluidsafstraling van huishoudelijke producten zoals haardrogers (zie figuur 3) maar ook bijvoorbeeld elektronica (figuur 4).
Figuur 3 – Toepassing van de akoestische bronlokalisatie technieken op een
haardroger
Figuur 4 – Het vinden van de geluidsafstralende componenten op een printplaat
Tevens zijn de technieken reeds tijdens het onderzoek toegepast binnen twee andere onderzoeksprojecten die zich bezighouden geluidsproductie van computers en lawaaiproductie t.g.v. het rollen van autobanden over asfalt (zie figuur 5).
Figuur 5 – Toepassing van de boundary element methode bij het voorspellen van
band-weg lawaai.
Er kan geconcludeerd worden dat het onderzoek het volledige traject omvat vanaf de theoretische omschrijving van geluidsafstraling tot aan de uiteindelijke toepassing van de ontwikkelde technieken voor problemen uit de dagelijkse praktijk.
Verwante links:
http://tmku209.ctw.utwente.nl/~dynamica/
http://www.wb.utwente.nl/
http://www.microflown.com
De volledige dissertatie kan als pdf-bestand worden verkregen op de homepage: http://tmku209.ctw.utwente.nl/~dynamica/
René Visser
Universiteit Twente
Faculteit der Werktuigbouwkunde
Vakgroep Technische Mechanica
Leerstoel Structurele Trillingen en Akoestiek
Postbus 217
7500 AE Enschede