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Absorbeurs simples et simples

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Vidéo 3

Bienvenue à la conférence 2 sur la série de Matériaux Acoustiques et Métamatériaux. Ainsi, lors de cette conférence, nous poursuivrons notre discussion sur les Panneaux Microperforés.
(Reportez-vous à l'heure de la diapositive: 00:37)

Alors, commençons cette conférence. Donc, ce que nous allons voir dans cette conférence, c'est que nous verrons ce qui est l'effet de la profondeur de la cavité et ensuite quels sont les avantages et les limitations des absorbeurs MPP et quelles modifications ont été apportées à ce MPP à feuille unique pour éliminer ces limitations. Et ensuite nous étudierons l'effet du matériau poreux sur les absorbeurs MPP et nous résouterons ensuite sur le numérique en fonction de cela.
(Heure de la diapositive: 01:01)

Ainsi, dans la dernière classe, nous avons déjà vu et nous avons calculé comment les différents paramètres de conception d'un MPP ont pour effet l'impédance acoustique globale qui, à son tour, a des effets sur le coefficient d'absorption du MPP ; ainsi, c'est ce que nous avons trouvé. Donc, si vous avez un look ici, les différents paramètres de conception qui contrôlent l'absorption d'un MPP ou qui contrôlent la performance d'un MPP ils sont, le rayon des pores ou le rayon des perforations, la porosité du MPP, l'épaisseur du panneau et la profondeur de la cavité et nous avons déjà défini ce qui est de la porosité dans notre conférence sur panneau perforé.
Donc, ce sont les quatre paramètres et l'absorption augmente à mesure que vous augmentez la porosité ; l'absorption augmente lorsque vous diminuez la, une absorption suit un autre type de relation avec r. Donc, il décroît au début avec les augmentations d'absorption de r est diminué, mais après une certaine valeur r doit être augmenté pour augmenter en absorption. Et puis l'absorption augmente aussi avec la diminution de l'épaisseur du panneau et elle augmente avec la diminution avec l'augmentation de la profondeur de la cavité.
Donc, si vous augmentez la profondeur de la cavité dans la porosité son absorption qui augmente avec r et t ; les relations sont un peu plus compliquées. Donc, ce sont les différents paramètres de contrôle.
(Référez-vous à la diapositive: 02:31)

Alors, quel est l'effet de la profondeur de la cavité? Comme vous l'avez déjà vu, alors que vous augmentez la profondeur de la cavité, l'absorption va augmenter, mais l'absorption augmente avec l'augmentation de la profondeur de la cavité.
Mais à certaines valeurs exceptionnelles, l'absorption de la profondeur de la cavité culminera et s'épuisera. Donc, bien qu'en général pour la plupart des valeurs restantes comme d augmente, alpha va augmenter, mais à certaines valeurs typiques il y aura un saut soudain dans l'absorption et ensuite il y aura un plongeon soudain dans l'absorption.
Alors, quelles sont ces valeurs? L'absorption culminera lorsque la profondeur de la cavité d'air est donnée par λ/4, où λ est la longueur d'onde de la fréquence cible. L'absorption va se tremper ou elle atteindra un certain minimum lorsque cet écart d'air entre le panneau et la paroi rigide devient d est égal à λ/2. Donc, nous avons déjà vu ce qui est cet effet ; pourquoi d est égal à λ/4 nous obtenons une absorption maximale et d = absorption minimale λ/2. Nous l'avons vu dans le cas des absorbeurs de panneaux et aussi dans le cas des absorbeurs de panneaux perforés.
(Référez-vous à la diapositive: 03:45)

Donc, c'est l'explication ici. Donc, lorsque le panneau perforé est utilisé à l'intérieur dans une pièce fermée, il y aura donc une frontière entre les murs rigides. Donc, chaque fois que c'est le cas, cela nous montre les différents modes de vitesse qui sont mis en place avec cette limite de mur rigide.
Donc, les modes de vitesse ils auront toujours ce genre de formes et ainsi de 1, 2, 3 ou 4.
Donc, chaque fois à une distance de λ/4 ; donc cette distance est λ/4, c'est λ/4 et c'est λ/4. Donc, chaque fois à une distance de λ/4 juste avant la paroi rigide, vous aurez une vitesse, vous aurez un antinoeud de vélocité ou une vitesse sera maximum.
Ainsi, la vitesse des particules acoustiques atteindra un maximum à une distance de λ/4. Ainsi, chaque fois qu'un MPP est placé à une distance de λ/4 devant un mur rigide. Donc, dans ce cas, le mode qui est en train d'être configuré, donc ce qui va se passer, c'est que dans ce cas c'est que la vitesse de la particule, la vitesse de la particule sera maximale. Ainsi, l'onde sonore incidante frappera avec la vitesse maximale des particules dans le panneau et comme nous le savons ; à mesure que la vitesse, la vitesse de la particule acoustique augmente, la perte visqueuse augmentera également.
Ainsi, plus la vitesse avec laquelle les molécules d'air pénétrant dans les trous est élevée, plus les pertes visqueuses entre la surface de la frontière et les molécules d'air seront élevées.
Et de la même façon, plus la vitesse avec laquelle ils frappent est élevée ; plus les vibrations seront élevées ou plus, plus l'amplitude de la résonance sera élevée et, par conséquent, plus de pertes auront lieu. De même à chaque λ/2 ; si vous voyez ceci est λ/2, c'est λ/2 ; donc à chaque réputation de λ/2 ; ce que vous obtenez c'est que vous obtenez v = 0. Ainsi, la vitesse acoustique est le minimum ou un 0 à la distance de λ/2 à partir du mur rigide ou du support rigide.
Donc, dans ce cas, parce que les vitesses presque 0 ; si résonance les oscillations dans ce cas ; la résonance n'a pas lieu et cela connaît aussi des pertes visqueuses le. Donc, plus la vitesse avec laquelle ces particules ont atteint la surface du MPP, plus les pertes seront élevées et c'est pourquoi à λ/4 nous avons une absorption maximale, et λ/2 nous avons une absorption minimale et pour les valeurs restantes, c'est la relation.
(Référez-vous à l'heure de la diapositive: 06:25)

Alors, quels sont les avantages et les limites de certains, certains simples absorbeurs MPP?
Donc, les avantages sont assez clairs ; ils ne le font pas ; ils ne sont pas faits de matériau poreux ou de milieu fibreux, donc ils ne sont pas propres, non propres. Ils n'ont pas besoin d'être maintenus à temps et encore une fois pour voir que toutes les fibres sont bien situées, elles ne tombent pas à part etcetera.
Donc, ils ne contaminent pas la composante de la machinerie ou l'endroit où ils sont utilisés ; ils sont donc, de toute évidence, pratiques à nettoyer.
Ensuite aussi parce qu'il est constitué d'un matériau très fin ; si très mince tout panneau mince peut être utilisé comme un panneau micro perforé et vous n'avez même pas besoin d'un support rigide tout le temps. Si vous venez d'installer ces panneaux à une distance quelconque comme une distance λ/4 loin de la paroi, ce mur avec le panneau ensemble fera un absorbeur MPP total.

Donc, dans ce cas, il s'agit de solutions très fines et légères à une absorption acoustique. Ils sont alors évidemment durables parce que ce n'est pas comme le milieu poreux ; ils sont aussi incombustibles.
Donc, ce qui se passe avec un milieu poreux est alors que nous utilisons des médiums poreux et fibreux ; ils ont tendance à prendre feu ; ils sont faits de matériaux inflammables, ils peuvent prendre feu facilement.
Mais ici nous avons un métal ou une mince feuille de matériau dur qui peut être non combustible et il peut être plus résistant à haute température et peut être plus résistant à l'usure aussi.
Donc, il est plus durable dans l'ensemble, puis si vous peignez ou faites terminer quelques finitions décoratives ou vous peignez la surface du matériau ou le rendre plus décoratif et ensuite vous poinçez des trous ; vous obtiendrez alors un look plus esthétique pour le MPP. Ainsi, ils peuvent aussi être utilisés comme éléments esthétiques.
Ici, dans ce cas de MPP, comme dans le cas du panneau perforé ; une absorption large pourrait être possible, mais c'est difficile à réaliser. Pour une large gamme d'absorptions ici, nous pourrions avoir besoin de plus d'un panneau, de 2 à 4 panneaux avec des trous de taille différente et de la porosité.
Parce que la magnitude d'absorption, la fréquence fondamentale et l'amplitude d'absorption toutes dépendent des différents paramètres comme la porosité, le rayon du trou et la profondeur de support rigide ou la profondeur de la cavité d'air.
Donc, alors que vous augmentez ces paramètres, vous pouvez avoir une absorption à différents pics différents et à différentes fréquences différentes. Donc, vous avez besoin d'une grande série ou de nombreux absorbeurs MPP pour obtenir une large absorption. Ainsi, contrairement à Helmholtz résonateur il est possible, mais là encore il l'exige ; même dans le résonateur Helmholtz c'est possible, mais il nécessite et nombre de tels éléments de tailles différentes.
L'avantage principal par rapport aux autres absorbeurs, à l'exception du milieu fibreux poreux, tous les autres absorbants comme les résonateurs du panneau, les résonateurs Helmholtz et les panneaux perforés ; le MPP offre la plus grande absorption. Donc, il a une absorption très élevée parce que maintenant nous avons ici la résonance comme un mode de réduction de l'énergie sonore de l'incidence et ensuite nous avons aussi une lourde perte visqueuse.
(Référez-vous à la diapositive: 09:57)

Donc, une forte absorption est possible à cause de ce mécanisme et puis de la limitation comme je l'ai dit ; l'avantage est en fait une limitation ici qui pour obtenir une large absorption de bande. Donc, que les matériaux poreux peuvent être facilement utilisés pour obtenir une large absorption de bande ; le seul, mais la limitation avec eux est que tout d'abord ils ne sont pas très durables et qu'ils ne le font pas, ils ont une mauvaise performance à basse fréquence ; ils donnent une large absorption de bande seulement à hautes fréquences.
En cas de MPP, un MPP de conception ne peut donner qu'un pic d'absorption, mais si vous avez une série de tels MPP avec des couches différentes. Donc, si vous utilisez plusieurs couches de MPP, alors peut-être que nous pouvons obtenir une absorption plus large, mais utiliser de tels gros systèmes augmentera à nouveau le coût, le poids et le volume de l'absorbeur. Donc, l'absorption à grande distance est toujours difficile que ces MPP simples.
(Référez-vous à la diapositive: 10:51)

Donc, maintenant que nous connaissons la limitation du MPP qui est de nouveau ceci ne le fait pas non plus ; bien qu'il augmente la magnitude de l'absorption, mais il n'offre pas une absorption étendue facilement.
Donc, pour surmonter cette limitation, beaucoup de telles variations et modifications ont été faites dans le temps et à nouveau et trois modifications réussies que je vais discuter sont ; si un PPM est rempli d'absorbeur poreux. La seconde est que si jusqu'à présent nous n'avions qu'une seule couche par panneau microperforé ; et si nous avons deux couches de retour à l'arrière. Donc, on appelle ça comme un absorbeur MPP double feuille qui a deux couches de. Donc, ceci a deux couches de panneau MPP ou microperforé.
Et puis on peut ; la troisième modification qui a été essayée avec succès est MPP avec une cavité d'air partitionnée. Donc, où nous avons le MPP et la cavité d'air, elle est sectionnée ou partitionnée en différents segments avec des propriétés différentes. Donc, beaucoup d'autres modifications sont essayes parce que MPP est évidemment, un très très MPP est un très vous pouvez dire un sujet chaud dans le cas des matériaux acoustiques et il est utilisé largement et beaucoup de recherches sont développées dans le est fait ces dernières années, mais ce sont quelques-unes des trois modifications réussies que nous allons étudier un par un.
(Référez-vous à l'heure de la diapositive: 12:25)

Alors, étudions le premier qui est l'effet du matériau poreux sur les absorbeurs MPP. Donc, si vous ajoutez un matériau poreux qui signifie que vous avez eu une impédance due à MPP. Maintenant, avec le matériau poreux, vous ajoutez en fait une résistance supplémentaire. Donc, des matériaux poreux une résistance acoustique supplémentaire est ajoutée et à condition que cette résistance n'est pas trop élevée parce que votre résistance devient trop élevée alors tout le ; puis α = 0 aucun du son ne pourra entrer, aucune dissipation n'aura lieu.
(Référez-vous à la diapositive: 13:03)

Donc, dans ce cas, alors dans ce cas, le matériau acoustique qu'il agit a beaucoup de matériau poreux donnera une plus grande résistance. Donc, dans l'ensemble, l'effet sera qu'à la résonance, le MPP aura une grande perte due à l'absorption, mais si vous ajoutez le matériau poreux, alors il offrira une certaine résistance au flux d'air. Donc, il offrira une certaine résistance aux oscillations de résonance.
Et donc, aux fréquences de résonance ; la magnitude d'absorption baissera un peu à cause de ce remplissage poreux. Mais des matériaux poreux qu'ils sont en fonctionnement dans toutes les fréquences ; c'est pourquoi, même à d'autres fréquences où l'effet de résonance n'a pas lieu, alors même certaines pertes d'énergie seront là en tant que particules les particules d'air qu'elles traversent dans le MPP. Donc, l'effet global sera quelque chose comme ça. Donc, si vous allez dans ce graphique ici.
(Référez-vous à la diapositive: 13:59)

Donc, si tu le choisis avec soin. Donc, vous pouvez obtenir un type plus large d'absorption avec un matériau poreux sur le MPP, mais toujours vous devez prendre soin de ça ; vous devez prendre soin de ce qui est la résistance totale. Quelle est la valeur Z totale après l'ajout de MPP ; la valeur Z totale ne doit pas être trop élevée pour qu'aucune particule n'entre du tout. Une valeur très soigneusement choisie doit donc être prise.
(Heure de la diapositive: 14:31)

Et quand vous choisissez une valeur soigneusement choisie, alors le circuit électrique pour cette valeur devient ; voyons nous avons une source ici et c'est la résistance et les réactifs du MPP. Donc, un matériau poreux à l'; at juste rempli le matériau poreux juste derrière le tri MPP d'ajouter comme une autre série d'impédance qui est ajoutée à ce système.
Donc, maintenant au lieu de Z total, alors il était le: Ztotal = ZMPP + Zcavité

Maintenant il devient maintenant l'impédance totale devient, ZMPP. Donc, si vous voyez ici ZMPP + matériau poreux. Donc, le seul soin doit être pris Z ce matériau Zporeux ne doit pas être très élevé très haut ; le matériau poreux ne doit pas être beaucoup plus grand que ρc. Donc, parce que si Z est trop haut, alors le matériau d'ensemble va maintenant devenir si résistant au flux d'air qu'aucun de l'; l'air ne passera même à travers elle et des reflets aura lieu ; de sorte que cette condition doit être évitée.
Donc, une fois que vous avez une valeur soigneusement choisie, vous obtenez une absorption à grande échelle. Donc, l'absorption globale augmente beaucoup et devient plus large bande. Donc, les pics ; à l'origine, nous avions des pics pointus, mais maintenant nous avons des pics plus larges. Ainsi, c'est un exemple de ce type d'ajout d'une couche poreuse.
(Référez-vous à l'heure de la diapositive: 16:11)

Alors, réglons un problème lié à ce que nous avons étudié jusqu'à présent. Donc, le problème ici est que ce qui sera l'effet d'un MPP sur le changement de sa porosité à condition que les paramètres de contrôle soient maintenus de la même, dessine un tracé pour représenter cette relation.
Donc, ici juste une modification ici ; ce qui sera l'effet de l'impendance acoustique d'un MPP parce qu'il ne fait que vous montrer ce qui est l'effet. Alors, disons que nous essayons de savoir quel est l'effet de l'impendance acoustique d'un MPP quand sa porosité est changée et dessine un tracé qui peut représenter cette relation. Alors, réglons ce problème particulier ici.
(Référez-vous à la diapositive: 16:59)

Donc, ici vous savez que l'impendance acoustique d'un MPP est donnée par cette formule ; c'est un ok compliqué. Donc, toute cette expression vous est donnée et la porosité est celle-ci, et c'est la porosité ; toutes les expressions qui restent sont indépendantes de la porosité. Donc, dans l'ensemble:

ZMPP = Porosité constante + jω

Porosité constante

Si vous prenez cette constante, cela a aussi une constante ; alors ce que nous pouvons écrire est un:

ZMPP = Porosité + jω B Porosité
Donc, Z de MPP va être une valeur Z ; certains: | ZMPP | = Zconstante Porosité
. Donc, | ZMPP | Contact 1 Porosité

Et le:

Zcavité = −ρc cot (kd)

Donc moins j fois de ce droit. Donc, le:

Ztotal = ZMPP + Zcavité

(Référez-vous à la diapositive: 18:39)

Donc, on va à la diapo suivante, c'est ce que nous avons trouvé. Donc, ceci devient une certaine consommation Z constante par la porosité plus encore une constante Z ou encore disons j constante ou si vous avez représenté en termes de constante ; c'est: A σ
+ j B

Et Zcavité ici a été donné par ce qui était environ j fois une constante ; laissez-nous dire une constante C.
Toutes ces constantes sont indépendantes de la porosité. Donc, plus encore quelques j de C.
Donc, ce sont les constantes et le seul facteur variable ici est ce σ dans les deux premiers ; dans ces deux premières équations. Donc, ce que nous obtenons, c'est que la relation est très claire ; au fur et à mesure que Z augmente, la porosité augmente, car la porosité est augmentée ; cela implique que Z diminue et que la porosité diminue, Z va augmenter et c'est le genre de relation que nous avons trouvé.
Maintenant, disons si vous n'avez tracé que le Z de MPP par rapport à la porosité. Donc:

ZMPP = A σ
+ j B

Donc, le mod de ce Z MPP sera un mode constant. Donc, ce sera:

| ZMPP | = constante σ

Il s'agit donc d'une relation inverse. Donc, ça va être, si vous tracez ça par rapport à ça, ce que nous obtenons, c'est ok. Donc, Z ceci par rapport à σ ; il s'agit donc d'une relation inverse. Donc, ceci est de la même forme est y est égal à quelques temps constants de x ou [ xy = constante ].
Donc, vous savez que cette équation particulière représente une hyperbole rectangulaire, [ xy = constante ] est une hyperbole rectangulaire et la relation sera et le graphe est quelque chose comme ça. Donc, c'est le genre de graphe que nous allons obtenir qui appartient à une hyperbole rectangulaire. Donc, ce sera la relation entre les deux.
Et de toute façon, pour ainsi dire dans la classe d'aujourd'hui, nous avons discuté de ce nombre ainsi que de ce qui est l'effet de l'introduction d'un matériau poreux à l'intérieur d'un MPP. Donc, comme vous l'avez vu, elle a augmenté l'amplitude globale de l'absorption et elle a élargi les pics.

Effet. Dans notre prochaine classe, nous étudierons les deux autres modifications qui sont l'effet de l'ajout de plusieurs couches de panneaux perforés ou de la séparation de la cavité. Alors, tu te vois pour la prochaine conférence.
Je vous remercie.