Modelizando el campo acústico generado por superficies vibrantes

Abstract

[EN] When a surface vibrates compressing the medium on its front, it generates acoustic waves. This is the case of loudspeakers, which generate acoustic waves at audible frequencies by means of a moving surface. In this paper, we present a tutorial to model the acoustic radiation of vibrating surfaces, differentiating between flat and curved circular geometries. First, we derive the models describing the radiation of moving surfaces, and we will obtain analytical solutions for the simplest cases. For the complex ones, the model will be integrated numerically. Both solutions have been incorporated into a simple graphical interface, with which the acoustic field generated by the different surfaces can be visualized by varying their radiation characteristics. The proposed methodology allows to deepen in the analysis of acoustic wave radiation, and to present an example of modeling for Acoustics students, from modeling to obtaining analytical and numerical solutions.

[ES] Cuando una superficie vibra comprimiendo el medio que tiene delante, genera ondas acústicas. Este es el caso de los altavoces, que generan ondas acústicas a frecuencias audibles mediante una superficie móvil. En este trabajo presentamos un tutorial para modelizar la radiación acústica de superficies vibrantes, diferenciando entre geometrías circulares planas y curvadas. En primer lugar, derivaremos los modelos que describen la radiación de superficies móviles, y obtendremos soluciones analíticas para los casos más simples. Para los más complejos, se integrará numéricamente. Ambas soluciones se han incorporado a una interfaz gráfica sencilla, con las que se puede visualizar el campo acústico generado por las distintas superficies al variar sus características de radiación. La metodología propuesta permite profundizar en el análisis de la radiación de ondas acústicas, y presentar un ejemplo de modelización para estudiantes de Acústica, desde la modelización hasta la obtención de soluciones analíticas y numéricas.