Modelización numérica y validación experimental de un recinto cerrado para el análisis de los modos resonantes

Abstract

[ES] Todas las salas, independientemente de su forma, poseen unas frecuencias propias de vibración que les son características. Estas frecuencias ocurren tras un recorrido más o menos complejo por la sala, cuando la onda puede volver a encontrarse con su punto de partida. Son ondas que no progresan, es decir, la energía no se propaga fuera del recorrido de esa onda y se les denomina ondas estacionarias. El conocer para qué frecuencias se produce este fenómeno es importante a la hora del diseño de salas. El objetivo principal de este trabajo de fin de grado es el análisis y la caracterización acústica de un recinto cerrado con el fin de obtener sus modos resonantes. Para ello, se desarrolla un modelo numérico de una sala mediante el software comercial COMSOL Multiphysics. Posteriormente se diseña un prototipo experimental con la misma geometría que el realizado numéricamente y así obtener medidas experimentales que comparadas con los datos obtenidos con el modelo numérico, validen el prototipo. La finalidad última es disponer de una herramienta numérica y un prototipo experimental para que el estudiantado pueda utilizarlo como herramienta de análisis y visualización del fenómeno físico descrito.

[EN] All rooms, regardless of their shape, have characteristic eigenmodes. These eigenmodes occur after a more or less complex soundwave path through the room, when a wave can return to its starting point. In an eigenmode, waves do not progress through the room, i.e. the energy does not propagate outside the path of the wave, and are called stationary waves. Knowing for which frequencies this phenomenon occurs is important when designing rooms from the acoustics point of view. The main objective of this work is the analysis and acoustic characterisation of a closed room in order to obtain its eigenmodes. For this purpose, the numerical model of a room is developed using the commercial Finite Element Method (FEM) software COMSOL® Multiphysics. Subsequently, an experimental prototype is designed with the same geometry as the numerical model. This is made in order to obtain experimental measurements that validate the prototype when compared against the data obtained with the numerical model. The ultimate aim of the work is to have a numerical model and an experimental prototype so that students can use it as a tool for analysis and visualisation of the physical phenomenon described.