Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” “Il BEM e la sua applicazione all’acustica” Università di Napoli Federico Dipartimento di Ingegneria Industriale 24-30.

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1 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” “Il BEM e la sua applicazione all’acustica” Università di Napoli Federico Dipartimento di Ingegneria Industriale 24-30 Aprile 2015 Andrea Alaimo University of Enna Kore, Faculty of Engineering and Architecture

2 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Sommario -Richiami di Acustica -Richiami di vibroacustica -Richiami di dinamica e vibrazioni delle strutture -Metodi approssimati per la soluzione del problema vibroacustico -BEM e FEM per la vibroacustica -Introduzione al BEM -Confronto FEM – BEM -Applicazione del BEM alle discipline ingegneristiche -Applicazione del BEM all’acustica ed alla vibroacustica -Implementazione del BEM per l’acustica -Implementazione del BEM per problemi strutturali -BEM per la vibroacustica -Software BEM -Software BEM FEM -Casi studio

3 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Richiami di Acustica Il Suono Col termine "suono" viene di solito indicato l'insieme di due fenomeni: Propagazione in un mezzo elastico di onde di pressione prodotte da una sorgente messa in vibrazione dovute alla rapida successione di compressioni ed espansioni del mezzo; Interpretazione di queste onde, da parte dell'uomo, mediante il complesso sistema orecchio-cervello.

4 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Il suono All’interno di questo intervallo l’orecchio umano è sensibile al suono. Mentre l’orecchio esterno rileva la variazione periodica di pressione, l’orecchio interno la converte in impulsi elettrici da inviare al cervello che interpreta tale variazione come suono.

5 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Il Suono La propagazione del suono Quello che noi percepiamo come suono è una variazione, rispetto ad un valore costante, nella pressione dell'aria ripetuta ciclicamente un certo numero di volte in un intervallo di tempo. Il magnete si muove avanti e indietro seguendo l'ampiezza del segnale elettrico che viene applicato all'induttore su cui si appoggia. Così facendo, sposta delle particelle d'aria comprimendole prima e dilatandole poi:

6 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” La propagazione del suono Questo procedimento fa sì che le particelle trasmettano l'energia oscillando e non muovendosi fisicamente nella direzione di propagazione del suono. Se l'altoparlante è pilotato da un segnale sinusoidale, la pressione atmosferica nelle sue vicinanze avrà l'andamento descritto dalla figura seguente:

7 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Proprietà del suono Le forme d'onda possono arrivare ad essere molto complicate, ma tutte (come vedremo) possono essere considerate un'estensione di una forma d'onda molto semplice: La Sinusoide: y  Asin(2  ft) Le proprietà più importanti di una sinusoide sono: Frequenza (f) Periodo (T) Lunghezza d'onda (λ) Ampiezza (A)

8 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Frequenza Numero di cicli che vengono compiuti dall'onda in un secondo. Viene misurata in Hertz (Hz) appunto cicli/sec cioè in definitiva 1/sec). Un'onda di frequenza pari a 1Hz compie un ciclo ogni secondo. Proprietà del suono

9 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Proprietà del suono Periodo Tempo impiegato per compiere un ciclo completo. Vale la relazione: T  1/f

10 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Lunghezza d’onda Distanza tra due punti corrispondenti (per esempio due massimi successivi) lungo la forma d'onda. Vale la relazione:  C/f c = velocità del suono nel mezzo che si sta considerando (nell'aria è circa 330 m/sec). Considerare un'onda di frequenza 1Hz che viaggia nell'aria. Si ha:  C/f  C*T  330m*sec/sec  330m Proprietà del suono

11 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Proprietà del suono

12 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Ampiezza Indica il massimo spostamento dall'asse orizzontale. Possiamo considerare l’ampiezza di picco: Proprietà del suono

13 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Proprietà del suono

14 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Combinazioni di sinusoidi pure

15 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Combinazioni di sinusoidi pure

16 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Combinazioni di sinusoidi pure

17 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Rappresentazione ampiezza frequenza

18 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Rappresentazione ampiezza frequenza

19 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Rappresentazione ampiezza frequenza

20 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Rappresentazione ampiezza frequenza

21 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Grandezze caratteristiche

22 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Grandezze caratteristiche

23 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Grandezze caratteristiche

24 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Grandezze caratteristiche

25 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Livelli sonori

26 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Livelli sonori

27 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Livello sonoro

28 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Contenuto armonico di una forma d’onda

29 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Contenuto armonico di una forma d’onda

30 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Contenuto armonico di una forma d’onda

31 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Contenuto armonico di una forma d’onda

32 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Contenuto armonico di una forma d’onda

33 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Contenuto armonico di una forma d’onda

34 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Contenuto armonico di una forma d’onda

35 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Contenuto armonico di una forma d’onda

36 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Comportamento del suono

37 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Comportamento del suono

38 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Comportamento del suono

39 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Coefficienti acustici superficiali

40 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Coefficienti acustici superficiali

41 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Coefficienti acustici superficiali

42 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Il potere fonoisolante di pareti omogenee e sottili

43 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Il potere fonoisolante alla frequenza di risonanza del sistema

44 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Il potere fonoisolante a frequenze < fr Il potere fonoisolante a frequenze fr<f<fc

45 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Il potere fonoisolante a f=fc

46 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Il potere fonoisolante a f=fc

47 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Il potere fonoisolante a f=fc

48 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Il potere fonoisolante a f>fc

49 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Il suono in ambiente esterno

50 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Sorgente puntiforme

51 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Sorgente lineare

52 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Sorgente acustica piana

53 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Acustica degli ambienti chiusi Densità di energia sonora e tempo di riverberazione

54 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Densità di energia sonora e tempo di riverberazione

55 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Densità di energia sonora e tempo di riverberazione

56 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise” Densità di energia sonora e tempo di riverberazione

57 Prof. Andrea Alaimo “Low Noise”