Simulação da propagação de ondas acústicas através de uma malha de guias digitais de ondas / Simulation of the acoustic wave propagation using a digital waveguide mesh

AUTOR(ES)

Henrique Gomes de Moura

DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Este trabalho foi desenvolvido visando à construção de uma ferramenta computacional, direcionada à modelagem acústica de ambientes reverberantes. Neste sentido, foi necessário elaborar um sistema numérico capaz de simular a propagação de ondas acústicas e, principalmente suas interações com as superfícies inseridas na análise. Tais interações representam os fenômenos básicos da onda, dentre os quais se destacam a reflexão, transmissão e absorção de ondas acústicas nos obstáculos. Após uma pesquisa detalhada sobre as metodologias empregadas na resolução do problema, e tendo em vista as características matemáticas requeridas para o sistema, a Malha de Guias Digitais de Ondas foi escolhida como base para o desenvolvimento do algoritmo proposto. As Guias Digitais de Onda tratam-se de sistemas numéricos baseados na conhecida solução de dAlembert para a Equação Geral da Onda. Sendo assim, elas podem ser facilmente utilizadas para descrever o movimento unidimensional de propagação de ondas, entre dois pontos quaisquer do espaço. A malha, por sua vez, é construída a partir da interconexão das Guias Digitais de Ondas, definindo assim as geometrias desejadas. Para finalizar, a solução do problema é obtida em cada ponto, a partir da formulação matemática das juntas de dispersão, que são os pontos de intersecção das guias, nos quais são expressos os valores associados com o fenômeno analisado. Toda a formulação se embasa nas propriedades de impedância do meio, ou seja, o movimento da onda se faz através da transmissão, absorção e reflexão das ondas acústicas nas juntas de dispersão. Neste trabalho, foram testados diferentes tipos de malha, em diferentes configurações, a fim de que fosse possível explorar os pontos críticos da utilização do método em questão. Os resultados obtidos pela Malha de Guias Digitais de Ondas se mostraram satisfatórios em todos os casos analisados, fato que, somado à simplicidade do algoritmo, nos mostra a eficiência e a praticidade do método na resolução do problema proposto.

ASSUNTO(S)

diferenças finitas dispersão ondas sonoras - propagação dispersion guias de ondas engenharia mecanica finite differences waveguides

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