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Type: Tese de Doutorado
Title: Síntese de campos sonoros através dos modos de radiação ativos e reativos de arranjos planares de fontes acústicas
Authors: Clinton André Merlo
First Advisor: Eduardo Bauzer Medeiros
First Co-advisor: Alexander Mattioli Pasqual
First Referee: Luiz Carlos Sandoval Góes
Second Referee: Gustavo Paulinelli Guimarães
Third Referee: Ester Naves Machado Borges
metadata.dc.contributor.referee4: Guilherme de Souza Papini
Abstract: Este trabalho investiga como os modos de radiação ativos e reativos de arranjos planares de alto-falantes podem ser usados na síntese de campos sonoros gerados por ondas planas que incidem sobre um painel plano e rígido, assim como na síntese dos campos de pressão aleatórios gerados pelos modelos difuso e camada limite turbulenta (TBL). Qualquer campo sonoro gerado por um arranjo de alto-falantes pode ser decomposto em seus modos de radiação, que estão relacionados às suas eficiências de radiação. Classicamente, os modos de radiação acústica são definidos para condições de campo livre e distante, logo, apenas a parcela ativa da potência sonora é considerada. Entretanto, quando a síntese do campo de pressão ocorre em campo próximo, a parcela reativa da potência sonora deve ser considerada, a qual tem sido pouco explorada na literatura. Desta forma, a originalidade deste trabalho consiste no uso dos modos de radiação reativos nos problemas de síntese sonora de campo próximo. As matrizes de transferência acústica e velocidade de partícula do modelo acústico, as quais conduzem à matriz que acopla a potência sonora, são determinadas através de simulações numéricas envolvendo o método dos elementos finitos. Os modos de radiação ativos e reativos são, respectivamente, os autovetores da parte real e imaginária da matriz que acopla a potência sonora do modelo acústico. A matriz modal é incorporada ao método de síntese para viabilizar uma regularização através dos modos de radiação ativos e reativos mais eficientes. Pela análise das métricas de controle, para diversas simulações numéricas com e sem regularização, é possível verificar a viabilidade do modelo acústico em reproduzir campos de pressão aleatórios cujas propriedades estatísticas espaciais são semelhantes às dos campos de pressão difuso e TBL
Abstract: This work investigates how the active and reactive radiation modes of planar loudspeaker arrays can be used in the synthesis of sound fields generated by plane waves impinging on a rigid flat panel, as well as in the synthesis of the random pressure fields generated by diffuse and turbulent boundary layer (TBL) models. Any sound field generated by a source array can be decomposed into its radiation modes, which are related to its radiation efficiencies. Classically, acoustic radiation modes are defined for free far-field condition, so only the active portion of the sound power is considered. However, when the synthesis of the pressure field occurs in the near-field, the reactive portion of the sound power must be considered, which has been little explored in the literature. In this way, the originality of this work consists of the use of the reactive radiation modes in the problems of near-field sound synthesis. The acoustic transfer and particle velocity matrices of the acoustic model, which lead to the matrix that couples the sound power, are determined by numerical simulations involving the finite element method. The active and reactive radiation modes are, respectively, the eigenvectors of the real and imaginary part of the matrix that couples the sound power of the acoustic model. The modal matrix is incorporated into the synthesis method to enable regularization through the most efficient active and reactive radiation modes. By analyzing the control metrics, for several numerical simulations with and without regularization, it is possible to verify the viability of the acoustic model in reproducing random pressure fields whose spatial statistical properties are similar to those of the diffuse and TBL fields
Subject: Acústica
Projetos mecânicos
Camada limite turbulenta
Engenharia mecânica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BB4JEC
Issue Date: 20-Dec-2018
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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