Lydutbredelse til skyggesiden av tykke skjermer, med spesiell oppmerksomhet på diffraksjonseffekter
Master thesis
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/2371142Utgivelsesdato
2014Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Denne rapporten tar for seg lydutbredelsen på en side av en tykk skjerm fra en lydkilde på motsatt side av skjermen. Undersøkelsene i tilknytning til dette er utført for generelle objekter utformet som rektangulære kuber konstruert av totalreflekterende plan. Dette kan være en generalisering av geometrien til bygninger. Undersøkelsene er i hovedsak utført ved hjelp av to ulike metoder som er basert på to forskjellige teoretiske grunnlag. Den første teoretiske metoden, som det også er lagt mest vekt på i denne oppgaven, er en verktøykasse for beregning av kantdiffraksjon i MATLAB (EDBtoolbox). Den andre teoretiske metoden er endelig elementers metode (Finite Element Method) som er benyttet i beregninger med programmet COMSOL Multiphysics. Det er også gjort praktiske målinger i en skalamodell av en tilsvarende forenklet bygning som for simuleringene for å verifisere resultatene fra disse. Alle simuleringene og målingene i denne oppgaven er utført i frekvensområdet 50 Hz til 2 kHz, som ble valgt på grunnlag av at dette er det området som veitrafikkstøy er mest signifikant i. På grunnlag av at ingen av de standard beregningsmetodene er i stand til å predikere lydtrykksnivået helt nær den bakre fasaden på motsatt side av lydkilden, er det dette som er blitt opphavet til oppgavens problemstilling. Det er i denne oppgaven lagt mest vekt på \textit{innskuddstapet} nær fasaden, som beskriver reduksjonen av lydtrykksnivå som følge av bygningen relativt til lydtrykksnivået i samme posisjon uten bygningen til stede. Innskuddstapet ble funnet til å generelt ligge mellom 10 dB og 50 dB og øke med frekvens for alle de ulike tilfellene som ble undersøkt. Det ble også funnet en reduksjon i innskuddstapet dersom mottakerposisjonenes høyde over bakken økte, da disse posisjonene kom nærmere kanten på taket som lyden diffrakteres rundt. Det ble gjort beregninger for bygningsmodeller i både to og tre dimensjoner, samt for modellene plassert på både en totalabsorberende og en totalreflekterende bakke. Bygningsmodellen i to dimensjoner på en totalabsorberende bakke ble benyttet som referanse, og det ble funnet at de andre tilfellene hadde avvik i innskuddstap på opp til 50 dB fra denne.Målingene som ble utført verifiserte at de teoretiske funnene stemte overens med hva som skjer i praksis. Målingene viste at innskuddstapet også i praksis lå mellom ca 10 dB og 50 dB i det undersøkte frekvensområdet, og økte også med frekvens. Innskuddstapet fra de praktiske målingene ble også redusert dersom måleposisjonenes høyde over bakken økte.Det ble også gjort sammenligner mellom og evalueringer av de ulike metodene som ble benyttet i denne studien. Det ble funnet at COMSOL og EDBtoolbox ga meget like resultater for innskuddstapet for en todimensjonal bygningsmodell selv om de benytter seg at to fundamentalt ulike beregningsmetoder. Begge metodene kan benyttes til å utføre beregninger i tre dimensjoner, men for beregninger i domener av størrelsesordenen benyttet i denne oppgaven er EDBtoolbox mest egnet. Dette er fordi antall elementer i COMSOL som må benyttes i slike tredimensjonale tilfeller er eksepsjonelt mange. Det ble også funnet at to av de klassiske forenklede beregningsmetodene for innskuddstap, ISO 9613-2 og Z. Maekawas metode, ikke gir en tilstrekkelig god besvarelse på problemet.