Skip to main content
SUPERVISOR
Mostafa Ghayour,Saeed ZeiaeiRad
مصطفی غیور (استاد مشاور) سعید ضیائی راد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Kaveh Darabi
کاوه دارابی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Impact Noise Prediction on the Floors of Structures
In this thesis, a prediction model based on Finite Element Method has been presented for impact noise in different floors of a building. Expensive experiments will be gradually replaced by prediction models which consist of three parts, excitation, system and response. Source of excitation is standard ISO tapping machine. In this research, different methods for calculating the applied forced by ISO tapping machine to a building floor have been investigated and an appropriate one has been selected for calculating the applied force to the light weight building floor. In the selected method, force is obtained using the mobility of excitation point. The obtained force in time domain can be transformed to the frequency domain by means of Fourier transform. In this prediction model, system consists of the building floor, the air filling the rooms and rooms boundaries. The model is simulated using structural and acoustical elements of ANSYS software. In modeling the system, it has been tried to use material properties and geometrical dimensions of an actual test sample. After defining the system and the excitation force, the third part of a prediction model i.e. system response to the excitation source should be determined. The response in this research is the average acoustic pressure level in the test room after an impact is applied on the building floor. To obtain this response, harmonic and transient analyses are used. Frequency and time domain values of the force calculated from previous step are used as excitation source in harmonic and transient analysis respectively. Because of the high computational cost in harmonic analysis, an optimized algorithm for analysis of the problem has been recommended. For reaching the desired response different methods have been used for calculating the average acoustic pressure level of the room in each of the harmonic and transient analyses. In the first method, radiated power to the noise receiving room and in the second method time and spatial average of pressure in different points of the room are used to evaluate the desired responses. Results obtained by these methods have been compared. For verifying the simulation, its results should be compared with actual test results. Results of a test carried out in a laboratory in Sweden have been used for this purpose. Comparison of simulation and test results shows that in a big portion of the frequency range, there is a good agreement between these results and error is less than three percents. In frequency ranges where simulation and test results are different, reasons of this disparity are discussed. The problem was also solved by transient analysis and results were compared with harmonic analysis. Key words: Acoustics, Impact Noise, Harmonic Analysis, Transient Analysis, Finite Element Method
در این پژوهش، یک مدل پیش‌بینی نویز ضربه‌ای در طبقات ساختمانی بر مبنای روش المان محدود ارائه شده‌است. مدل‌های پیش‌بینی که به‌مرور جایگزین روش‌های پرهزینه تجربی خواهند شد، از سه بخش تحریک، سیستم و پاسخ تشکیل می‌شوند. منبع تحریک، ماشین ضربه‌زن استاندارد ایزو است. در این تحقیق، روش‌های مختلف محاسبه نیروی وارد از طرف ماشین ضربه‌زن به طبقه ساختمانی بررسی شده و از میان این روش‌ها، یک روش مناسب برای محاسبه نیروی وارد به طبقه ساختمانی سبک‌وزن مورد بررسی در این رساله، انتخاب شده‌است. در روش انتخاب‌شده، نیرو با استفاده از موبیلیتی نقطه تحریک به‌دست می‌آید. نیروی به‌دست‌آمده در حوزه زمان را می‌توان با استفاده از تبدیل فوریه به حوزه فرکانس انتقال داد. در این مدل پیش‌بینی، سیستم، طبقه ساختمانی و هوای درون اتاق‌ها و مرزهای اتاق است که با استفاده از المان‌های سازه‌ای و آکوستیکی نرم‌افزار انسیس شبیه‌سازی شده‌است. در مدل‌سازی سیستم، سعی بر آن بوده که تا حد امکان از خصوصیات مکانیکی و ابعاد هندسی یک نمونه تست واقعی استفاده شود. با مشخص شدن تحریک و سیستم، بخش سوم یک مدل پیش‌بینی یعنی پاسخ سیستم به منبع تحریک باید مشخص شود. پاسخ مورد نظر در این تحقیق، سطح فشار صوتی متوسط درون اتاق تست، پس از اعمال ضربه به طبقه ساختمانی است. برای رسیدن به این پاسخ از آنالیزهای هارمونیک و گذرا استفاده شده‌است. از مقادیر حوزه ‌فرکانس و زمان نیروی به‌دست‌آمده از مرحله قبل، به‌ترتیب به‌عنوان منبع تحریک در آنالیز هارمونیک و گذرا استفاده می‌شود. با توجه به حجم بالای محاسبات در این شبیه‌سازی‌ها، یک الگوریتم بهینه برای آنالیز مساله ارائه شده‌است. برای رسیدن به پاسخ مورد نظر، سطح فشار صوتی درون اتاق در هر کدام از آنالیزهای هارمونیک و گذرا به دو روش مختلف محاسبه شده‌است. در روش اول، از توان تابیده شده به اتاق گیرنده نویز و در روش دوم از متوسط زمانی و مکانی فشار در نقاط مختلف درون اتاق برای رسیدن به پاسخ مورد نظر استفاده شده‌است. نتایج دو روش با هم مقایسه شده و اختلاف پاسخ آنها توجیه شده‌است. برای تایید صحت شبیه‌سازی، باید نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج یک آزمایش واقعی مقایسه شود. برای این منظور از نتایج یک نمونه آزمایشی واقعی در آزمایشگاهی در کشور سوئد استفاده شده‌است. پس از مقایسه نتایج به‌دست آمده از شبیه‌سازی در نرم‌افزار با نتایج واقعی مشاهده می‌شود، در بخش بزرگی از بازه فرکانسی مورد بررسی، انطباق مناسبی بین این نتایج برقرار است و خطای محاسبات در این بازه کمتر از سه درصد است. در بازه‌های فرکانسی که نتایج شبیه‌سازی با نتایج نمونه واقعی سازگاری ندارد، دلایل عدم انطباق بررسی و تحلیل شده‌است. کلمات کلیدی : 1-آکوستیک 2-نویز ضربه‌ای 3-آنالیز هارمونیک 4-آنالیز گذرا 5-روش المان محدود

ارتقاء امنیت وب با وف بومی