Gözenekli ses yalıtım malzemelerinin akustik parametrelerinin belirlenmesi

Bu çalışmada, pasif gürültü kontrol uygulamalarında kullanılan gözenekli ve lifli malzemelerin akustik özelliklerinin karakterize edilmesi incelenmiştir. Bu tür malzemeler akustik etkilerin kritik sonuçlar doğurduğu ve akustik konforun önemli olduğu otomotiv, havacılık, medikal, beyaz eşya sektörü ve mimaride sıklıkla kullanılmaktadır. Akustik davranışı etkileyen parametrelerinin bilinmesi bu gibi malzemelerin doğru bir şekilde değerlendirilebilmesi ve kullanılabilmesi için oldukça önemlidir. Ayrıca sonlu eleman ve istatistiksel enerji tabanlı nümerik analiz yöntemleri ile gözenekli malzemelerin uygulama alanlarındaki akustik performansları analiz edilebilmektedir. Akustik analizleri gerçekleştirebilmek için gözenekli malzemelerin karakteristik parametrelerinin bilinmesi gerekmektedir. Gözenekli malzemelerin akustik parametrelerini tespit etmek için belirli standartlara ve akademik literatüre dayalı birçok doğrudan ölçüm yöntemi vardır. Ancak doğrudan ölçüm yöntemleri zaman alıcı ve oldukça pahalıdır. Alternatif olarak geniş frekans aralığında sesin gözenekli ortamda yayılımını temsil eden akustik parametreleri içeren olgusal benzetim modelleri kullanılarak dolaylı bir çalışma ile bu parametreler elde edilebilir. Bu yöntem malzemelerin empedans tüpü ölçümünden elde edilen karakteristik akustik özelliklerine ait eğriler ve bu özelliklerin hesaplanabildiği sayısal benzetim modeli ile kurulan bir optimizasyon probleminin çözümünü gerektirir. Malzemelerin akustik davranışını etkileyen akustik parametrelerinin doğru bir şekilde tespit edilebilmesi için kullanılan yaklaşımların ve uygulanan yöntemin doğruluğunun sınanması gerekmektedir. Bu amaçla karakterize etme yönteminin belirlenmesi ve doğrulama için sonlu elemanlar akustik analiz yöntemi ile sanal bir empedans tüpü ölçüm sistemi üzerinden bu çalışma gerçekleştirilmiştir. Elastik ve akustik parametreler ile numunelerin tam biot modelleri oluşturulmuştur. Elde edilen sonuçlardan gözenekli malzemedeki enerji kayıpları ve eşdeğer akustik ortam modelleme yaklaşımları dikkate alınarak akustik parametreler tahmin edilmiştir. Tahmin edilen parametrelerin doğruluğu sanal empedans tüpü ölçümünde kullanılan akustik parametreler referans alınarak karşılaştırılmıştır. Ayrıca parametre tahmininde kullanılan optimizasyon metotlarının başarısı da incelenmiştir. Gerekli hesaplamalar ve tahmin işlemleri için Python programlama dili ve optimizasyon kütüphanelerinden faydalanılmıştır.