Malzemelerin Akustik Karakterizasyonu

pic19.PNG

Gürültü kontrol yada mimari tasarım uygulamalarında istenilen akustik koşulların sağlanmasında kullanılan malzemelerin genelde iki tipik özelliği ön plana çıkmaktadır. Bunlar ses yutma katsayısı ve geçiş kaybı değerleridir. Ortamdaki gürültünün sönümlenerek düşürülmesi amacı ile kullanılan boşluklu yapıdaki izolasyon malzemelerinin ortak özelliği ses enerjisini vizko-termal etkiler ile ısı enerjisine dönüştürmeleridir. Bu tip malzemelerin ses yutma (sound absorption)katsayıları belirgin bir şekilde yüksek değerlere sahiptir. Öte yandan, sınırları belirli olan iki hacim arasındaki ses geçişinin önlenmesi için daha yoğunluklu (ağır ve sert) malzemelerin sesi minimum seviyede iletip, çoğunlukla geri yansıtabilme özelliğinden faydalanılır. Bu tip malzemelerin (çelik, beton, vs..) ise geçiş kaybı (transmission loss) değerlerinin yüksek olması istenir.

Akustik Empedans Tüpü Ölçümleri

Malzemelerin akustik özelliklerini bilen tasarımcı ve analizcilerin yaptıkları hesaplamalar daha doğru ve güvenilir sonuç verir . Ses yutma katsayısı, geçiş kaybı gibi akustik özelliklerin belirlenmesinde akustik empedans tüpü diğer ölçümlere (oda ölçümlerinin) göre birtakım avantajlara sahiptir. ISO 10534-2 ve ASTM E1050'de açıklandığı gibi, malzemelerin dik geliş ses yutma katsayısının ölçümünde iki mikrofonlu test sistemi kullanılırken, malzemelerin geçiş kaybı değerleri ASTM E2611 standardında belirtilen transfer matrisi yaklaşımına  ile ölçülebilmektedir. Bu sistemleri kullanarak ölçüm yapmak daha ucuz ve hızlıdır. Öte yandan düzlemsel akustik dalga teorisine göre çalışan bu sistemler teorik olarak sadece dik geliş açısına göre sonuç verir. Rastgele geliş açısı için çeşitli ampirik formüller ile dönüşümler yapılabilmektedir.

pic22.PNG
pic23.PNG
pic24.PNG
pic25.PNG

Ampirik ve Sayısal Tahminler

pic21.PNG
pic20.PNG

Bazı durumlarda ise malzemelerin daha önceden yapılmış bir test sonucu mevcutta olmayabilir ve buna rağmen projeyle ilgili sonraki aşamaların hesaplanması yada farklı malzeme, tasarım alternatiflerin mukayese edilmesi gerekebilir. Bu durumda, literatürde bulunan teorik ve ampirik formüller malzemelerin (veya kompozit katmanların) ses yutma katsayıları ve geçiş kaybı değerlerini tahmin etmek için kullanılabilir. Bunun yanında, akustik dalga denklemini sayısal olarak çözebilen yazılımlar ile test simulasyonları yapılabilir ya da daha karmaşık durumlar (meta-malzemeler) hesap edilebilir.