Tesis doctoral de Cristina Díaz Cereceda
La modelización de problemas vibroacústicos en el ámbito de la edificación supone un desafío debido al gran tamaño de los dominios y al amplio rango frecuencial requerido por las normativas. Las técnicas numéricas estándares, como por ejemplo el método de los elementos finitos (mef), fallan al tratar de alcanzar las frecuencias más altas, puesto que el tamaño de elemento requerido es muy inferior a las dimensiones del problema y el coste computacional asociado es excesivo para tratarse de un cálculo tan cotidiano. el análisis estadístico de energía (sea) es un marco de análisis de problemas vibroacústicos basado en el comportamiento de las ondas a altas frecuencias. Trata directamente con magnitudes promediadas, tal y como requieren las normativas, y su coste computacional es muy bajo. Sin embargo, presenta numerosas limitaciones a la hora de analizar estructuras reales. Habitualmente la definición del modelo sea necesita ser complementada con experimentos u otros datos añadidos. esta tesis se centra en la modelización de problemas de acústica de la edificación con un coste computacional razonable. En ese sentido se han seguido dos líneas fundamentales de investigación. en la primera parte de la tesis se analiza el potencial uso de simulaciones numéricas para extender la aplicabilidad del sea. En particular, se tratan tres aspectos diferentes: en primer lugar, se desarrolla una metodología sistemática para la estimación de factores de acoplamiento a partir de simulaciones numéricas. Estos factores se estiman a partir de pequeñas simulaciones deterministas y posteriormente se aplican para la resolución de problemas mayores con sea. En segundo lugar, se presenta un modelo basado en el sea para acoplamientos no conservativos, así como una estrategia para obtener los factores de acoplamiento conservativos y no conservativos a partir de simulaciones numéricas. Finalmente, se propone una metodología para la identificación de subsistemas sea con análisis modal. Esta técnica consiste en realizar un análisis cluster basado en los modos propios del problema, y permite la detección de subdivisiones óptimas para dominios complejos, incluso si varios subsistemas coexisten en la misma región geométrica. en la segunda parte de la tesis, se analiza la transmisión sonora a través de paredes dobles desde diferentes puntos de vista, por ser éste un ejemplo paradigmático de las complejidades asociadas a las simulaciones vibroacústicas. En primer lugar, se presenta una compilación de modelos clásicos para este problema. A continuación, se propone la utilización del método de las capas finitas como una nueva manera de discretizar el campo de presiones en la cavidad interior de las paredes dobles, especialmente cuando esta se encuentra parcialmente llena con material absorbente. Este método combina una discretización de tipo mef en la dirección perpendicular a la pared con funciones trigonométricas en las dos direcciones coplanarias con la misma. El coste computacional de esta técnica es inferior al del mef, pero también permite la aplicación de las condiciones de continuidad y equilibrio entre capas fluidas. Seguidamente, esta técnica se compara tanto con datos experimentales como con otros modelos predictivos, con objeto de verificar la influencia de distintas simplificaciones habituales en estos modelos. por último, se presenta la combinación de métodos deterministas y estadísticos como una posible solución para la modelización de problemas vibroacústicos compuestos por paredes dobles y otros elementos. El análsis global se realiza con sea, pero se utilizan simulaciones numéricas de pequeñas partes del problema para obtener los parámetros necesarios. La combinación de ambas técnicas permite la realización de simulaciones con un coste computacional razonable.
Datos académicos de la tesis doctoral «Efficient models for building acoustics: combining deterministic and statistical methods«
- Título de la tesis: Efficient models for building acoustics: combining deterministic and statistical methods
- Autor: Cristina Díaz Cereceda
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 15/11/2013
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Jordi Poblet Puig
- Tribunal
- Presidente del tribunal: irene Arias vicente
- catherine Guigou-carter (vocal)
- (vocal)
- (vocal)