Měření parametrů akustických difusorů na zmenšených modelech

Abstract

Diplomová práce se zabývá problematikou akustických difuzorů a jejich zmenšených modelů. V teoretické části jsou popsány akustické jevy, typy difuzorů, parametry jejich charakterizace a metody měření, včetně FEM, BEM, FDTD a jiných simulací. Praktická část obsahuje návrh PRD, MLS, geometrického a šumového difuzoru, přičemž šumový difuzor vznikl z krátkého úseku růžového šumu. Všechny difuzory byly zmenšeny v poměru 1:5 a vytištěny na 3D tiskárně. Pomocí FDTD byl simulován činitel difuze a korelační činitel rozptylovosti, klasický činitel rozptylovosti pak metodou BEM. Nejlepších výsledků dosáhl šumový a PRD (FDTD), resp. šumový a MLS (BEM) difuzor. Zmenšené modely byly proměřeny v bezodrazové komoře za použití alternativní metody měření činitele rozptylovosti. Nejvyšší hodnoty činitele difuze i rozptylovosti měly PRD a šumový difuzor. Geometrický difuzor byl proměřen i v reálné velikosti, výsledky se se zmenšeným modelem přibližně shodují. Ukázalo se, že miniatury jsou vhodné pro malou bezodrazovou komoru, ale jsou citlivé na parazitní odrazy. Měření nezmenšených modelů vyžaduje více prostoru pro eliminaci odrazů vyšších řádů. Časová náročnost měření miniatur je srovnatelná se simulacemi, při automatizaci však výrazně kratší.

The thesis deals with the problem of acoustic diffusers and their scaled models. The theoretical part describes acoustic phenomena, diffuser types, parameters of their characterization and measurement methods, including FEM, BEM, FDTD and other simulations. The practical part includes the design of PRD, MLS, geometric and noise diffusers, with the noise diffuser being created from a short section of pink noise. All diffusers were scaled at a ratio of 1:5 and 3D printed. The diffusion coefficient and correlation scattering coefficient were simulated using FDTD, and the classical scattering coefficient was simulated using the BEM method. The best results were obtained with noise and PRD (FDTD) and noise and MLS (BEM) diffusers, respectively. The scaled models were measured in an anechoic chamber using an alternative scattering coefficient measurement method. The PRD and noise diffuser had the highest diffusion and scattering coefficient values. The geometric diffuser was also measured in real size, and the results are in approximate agreement with the scaled model. The miniature diffusers proved to be suitable for a small anechoic chamber, but were sensitive to parasitic reflections. Measuring the un-scaled models requires more space to eliminate higher order reflections. The time required to measure miniatures is comparable to simulations, but significantly shorter when automated.