Análisis numérico y experimental de estructuras periódicas formadas por materiales absorbentes

Abstract

Las estructuras periódicas, son conocidas en acústica por los fenómenos generados en la propagación de ondas de presión a través de estas, consiguiendo fenómenos físicos como cancelación del sonido, focalización, uso como guía de ondas o modificar el patrón de directividad. La utilización de materiales absorbentes, debido a sus características estructurales, modifican el comportamiento de propagación de las ondas sonoras a través de la estructura. Los parámetros que influyen en la propagación del sonido son, por un lado, la distancia entre absorbentes, el espesor del material, el coeficiente de absorción y la resistencia al flujo, siendo también importante el comportamiento con diferentes parámetros intrínsecos del material poroso del que se compone la estructura periódica, como son la porosidad, tortuosidad, longitud característica viscosa y longitud característica térmica. El objetivo de este trabajo es el estudio numérico mediante el método de elementos finitos de la influencia de estos parámetros en varios tipos de sistemas, con diferentes capas de absorbentes porosos (1D), así como en estructuras periódicas con absorbentes cilíndricos (2D).

Periodic structures are known in acoustics, for generated phenomenon in sound pressure waves propagation through these. Noise canceling, targeting, use as a waveguide or modifying the directivity pattern are one of these physical phenomenons. Use of absorbent materials, due to their structural characteristics, modify the behavior of sound waves propagation through the structure. The parameters that affects the sound propagation are, firstly, distance between absorbent, material thickness, the absorption coefficient and flow resistance. Is also important behaviour with different intrinsic parameters of the porous material than periodic structure consists, such as porosity, tortuosity, characteristic viscous length and characteristic thermal length. The aim of this work is the numerical study using the finite element method of the influence of these parameters in several types of systems, with different layers of porous absorbent (1D), and in periodic structures with cylindrical absorbent (2D).