Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Technika pochłaniania i rozpraszania dźwięku
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIAK-1-607-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Akustyczna
Semestr:
6
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż, prof. AGH Kamisiński Tadeusz (kamisins@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł ma na celu dostarczenie studentom wiedzy i umiejętności dotyczących modelowania, pomiaru i stosowania ustrojów dźwiękochłonnych i rozpraszających wykorzystywanych w akustyce pomieszczeń.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Definiuje parametry akustyczne ustrojów rozpraszających IAK1A_W19, IAK1A_W08, IAK1A_W05 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Studium przypadków ,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 Analizuje parametry akustyczne ustrojów dźwiękochłonnych IAK1A_W12 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji
M_W003 Zna modele opisujące pochłanianie dźwięku materiałów porowatych i włóknistych IAK1A_W04, IAK1A_W06 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń
M_W004 Zna metody pomiaru wielkości opisujących pochłanianie i rozpraszanie dźwięku przez ustroje akustyczne IAK1A_W12, IAK1A_W06 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_W005 Zna modele opisujące pochłanianie dźwięku ustrojów rezonansowych IAK1A_W04, IAK1A_W06 Aktywność na zajęciach,
Projekt,
Udział w dyskusji
Umiejętności: potrafi
M_U001 Świadomie stosuje materiały i ustroje akustyczne w adaptacjach akustycznych pomieszczeń IAK1A_U26, IAK1A_U01, IAK1A_U20 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Studium przypadków ,
Udział w dyskusji
M_U002 Projektuje ustroje rozpraszające o zadanych parametrach IAK1A_U09, IAK1A_U01 Aktywność na zajęciach,
Projekt,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_U003 Umie wyznaczyć na podstawie modeli teoretycznych charakterystyki pochłaniania dźwięku dla ustrojów rezonansowych IAK1A_U11, IAK1A_U09, IAK1A_U01, IAK1A_U08 Aktywność na zajęciach,
Projekt,
Studium przypadków
M_U004 Umie wyznaczyć na podstawie modeli teoretycznych charakterystyki pochłaniania dźwięku dla materiałów porowatych i włóknistych. IAK1A_U09, IAK1A_U17, IAK1A_U01 Aktywność na zajęciach,
Projekt,
Zaangażowanie w pracę zespołu
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Umie współpracować z innymi branżami (architekci, konstruktorzy) przy projektowaniu ustrojów akustycznych IAK1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Projekt,
Zaangażowanie w pracę zespołu
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
46 12 0 14 20 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Definiuje parametry akustyczne ustrojów rozpraszających + - - - - - - - - - -
M_W002 Analizuje parametry akustyczne ustrojów dźwiękochłonnych + - - - - - - - - - -
M_W003 Zna modele opisujące pochłanianie dźwięku materiałów porowatych i włóknistych + - - - - - - - - - -
M_W004 Zna metody pomiaru wielkości opisujących pochłanianie i rozpraszanie dźwięku przez ustroje akustyczne + - - - - - - - - - -
M_W005 Zna modele opisujące pochłanianie dźwięku ustrojów rezonansowych + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Świadomie stosuje materiały i ustroje akustyczne w adaptacjach akustycznych pomieszczeń - - + - - - - - - - -
M_U002 Projektuje ustroje rozpraszające o zadanych parametrach - - - + - - - - - - -
M_U003 Umie wyznaczyć na podstawie modeli teoretycznych charakterystyki pochłaniania dźwięku dla ustrojów rezonansowych - - + - - - - - - - -
M_U004 Umie wyznaczyć na podstawie modeli teoretycznych charakterystyki pochłaniania dźwięku dla materiałów porowatych i włóknistych. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Umie współpracować z innymi branżami (architekci, konstruktorzy) przy projektowaniu ustrojów akustycznych - - - + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 100 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 46 godz
Przygotowanie do zajęć 17 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (12h):
  1. Zjawisko pochłaniania dźwięku przez materiały i metody pomiaru

    • Podstawy fizyczne pochłaniania dźwięku, współczynnik odbicia, impedancja, współczynnik pochłaniania dźwięku.
    • Pomiar z wykorzystaniem rury impedancyjnej, w komorze pogłosowej, metoda impedancyjna.

  2. Pochłanianie dźwięku przez materiały porowate i włókniste

    • Wielkości opisujące zjawiska akustyczne w materiałach porowatych i włóknistych – definicja i pomiar,
    • Modele pochłaniania dźwięku w materiałach włóknistych,
    • Rodzaje materiałów porowatych i włóknistych,
    • Typowe charakterystyki pochłaniania dźwięku,
    • Zastosowanie.

  3. Ustroje rezonansowe

    • Budowa i wielkości charakterystyczne ustrojów płytowych, perforowanych, szczelinowych i z mikroperforacją,
    • Modele pochłaniania dźwięku przez ustroje rezonansowe,
    • Przykłady rozwiązań komercyjnych,
    • Zastosowanie.

  4. Ustroje rozpraszające dźwięk

    • Zjawisko rozproszenia dźwięku – definicja, pomiar,
    • Budowa ustrojów rozpraszających dźwięk,
    • Podstawowe wzory projektowe,
    • Zastosowanie.

  5. Predykcja pochłaniania i rozpraszania dźwięku ustrojów rozpraszających

    • Modele pochłaniania dźwięku przez ustroje rozpraszające,
    • Modele rozpraszania dźwięku przez ustroje rozpraszające,
    • Sekwencje pseudolosowe wykorzystywane w kształtowaniu ustrojów rozpraszających,
    • Problemy projektowe i aplikacyjne.

  6. Zastosowanie ustrojów akustycznych w kształtowaniu akustyki małego pomieszczenia

    • Problematyka akustyki małych pomieszczeń,
    • Koncepcje adaptacji akustycznej (LEDE, RFZ itd.),
    • Redukcja wad akustycznych małych pomieszczeń z wykorzystaniem ustrojów akustycznych.

Ćwiczenia laboratoryjne (14h):
  1. Pomiar współczynnika pochłaniania dźwięku metodą impedancyjną

    • Przygotowanie stanowiska badawczego,
    • Obróbka zarejestrowanych sygnałów,
    • Analiza wpływu grubości materiału na własności akustyczne.

  2. Wpływ montażu i wykończenia ustroju akustycznego na jego współczynnik pochłaniania

    • Przygotowanie stanowiska pomiarowego zgodnie z zaleceniami normy PN EN ISO 10534-2,
    • Pomiar ustrojów porowatych i włóknistych o różnej grubości,
    • Analiza wpływu montażu próbki na jej własności akustyczne,
    • Analiza wpływu wykończenia powierzchni ustroju włóknistego na jego własności akustyczne.

  3. Pomiar współczynnika pochłaniania dźwięku ustrojów rezonansowych metodą pp w komorze bezechowej

    • Przygotowanie stanowiska pomiarowego
    • Przeprowadzenie badań
    • Analiza niepewności pomiaru wynikającej z niejednorodnego pola akustycznego nad próbką

  4. Wpływ rozmieszczenia ustrojów akustycznych na parametry akustyczne wnętrza

    • Pomiar współczynnika pochłaniania ustroju akustycznego zgodnie z zaleceniami normatywnymi,
    • Analiza wpływu powierzchni, położenia i konfiguracji ustroju akustycznego na wyznaczone własności akustyczne.

  5. Pomiary parametrów akustycznych nadscenicznych paneli refleksyjnych

    • Przygotowanie układu paneli do pomiarów i obliczenie ich parametrów charakterystycznych,
    • Przygotowanie stanowiska pomiarowego,
    • Pomiar parametrów akustycznych układu paneli.

  6. Pomiar współczynnika rozproszenia dźwięku d

    • Zapoznanie z wymaganiami normy ISO 17497-2,
    • Obliczenie indywidualnej sekwencji ustroju rozpraszającego,
    • Przygotowanie stanowiska pomiarowego,
    • Wyznaczenie odpowiedzi impulsowych oraz obliczenie współczynnika rozpraszania dźwięku d,
    • Dyskusja dot. otrzymanych wartości.

  7. Pomiar współczynnika rozproszenia dźwięku s

    • Zapoznanie z wymaganiami normy ISO 17497-1,
    • Przygotowanie próbki do badań,
    • Pomiar czasu pogłosu i obliczenie współczynnika rozpraszania dźwięku s,
    • Dyskusja dot. otrzymanych wartości.

Ćwiczenia projektowe (20h):
  1. Odpowiedź impulsowa układu – projekt aplikacji (Matlab)

    • Generacja sygnałów pozwalających na wyznaczenie odpowiedzi impulsowej układu,
    • Obsługa kart wyjścia/wejścia, rejestracja odtworzonego sygnału,
    • Obliczanie odpowiedzi impulsowej.

  2. Modelowanie ustroju warstwowego z wełny mineralnej (Matlab)

    • Obliczenie impedancji, współczynnika odbicia i współczynnika pochłaniania na podstawie modeli teoretycznych (Delany Bazley),
    • Analiza wpływu montażu, grubości i oporności przepływu wełny na jej własności akustyczne,
    • Porównanie uzyskanych wyników z wielkościami z pomiaru laboratoryjnego.

  3. Modelowanie pogłosowego współczynnika pochłaniania dźwięku (Matlab)

    • Model Parisa dla próbki o nieskończonych wymiarach,
    • Model Thomassona i Jeonga dla próbki o ograniczonych wymiarach,
    • Porównanie uzyskanych wyników z wielkościami z pomiaru w komorze pogłosowej.

  4. Modelowanie współczynnika pochłaniania dźwięku ustroju rezonansowego (szczelinowego lub perforowanego)

    • Obliczenie oporności przepływu, masy powietrza, impedancji i współczynnika pochłaniania ustroju,
    • Analiza wpływu montażu, udziału perforacji, promienia otworów (szerokości szczelin) na własności akustyczne ustroju,
    • Uśrednianie wyników do pasm 1/3 oktawy.

  5. Projekt układu nadscenicznych paneli refleksyjnych

    • Dobór geometrii i wzajemnego ułożenia paneli w zależności do zadanych parametrów akustycznych,
    • Obróbka danych pomiarowych z laboratorium i porównanie z wartościami predykowanymi,
    • Dyskusja dot. otrzymanych wartości.

  6. Modelowanie numeryczne ustrojów rozpraszających dźwięk (Matlab)

    • Modelowanie za pomocą wzorów uproszonych (Kuttruff) i dokładnych (Fresnel).

  7. Wyznaczanie współczynnika rozpraszania dźwięku na podstawie pomiarów (Matlab)

    • obróbka danych pomiarowych (przebiegów czasowych ciśnienia akustycznego)
    • obliczenia współczynników d i dn,
    • porównanie uzyskanych wyników z wielkościami uzyskanymi z modeli teoretycznych.

  8. Dokumentacja techniczna ustroju rozpraszającego dźwięk (AutoCAD)

    • dobór materiałów konstrukcyjnych,
    • określenie sposobu montażu i wykończenia ustroju,
    • przygotowanie dokumentacji technicznej.

  9. Optymalizacja ustroju rozpraszającego dźwięk (Matlab)

    • określenie kryteriów optymalizacji i zakresu parametrów wejściowych,
    • porównanie uzyskanych wartości z ustrojami znanymi z literatury.

  10. Projekt adaptacji akustycznej pomieszczenia z wykorzystaniem zaprojektowanych ustrojów akustycznych (Catt Acoustic)

    • Zapoznanie się z dokumentacją rysunkową analizowanego pomieszczenia,
    • Projekt adaptacji akustycznej,
    • Obliczenia weryfikujące,
    • Sporządzenie dokumentacji technicznej.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej. Bardziej skomplikowane przekształcenia matematyczne prezentowane są szczegółowo na tablicy.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: Studenci samodzielnie dobierają narzędzia pomiarowe pozwalające na rozwiązanie zadanego problemu praktycznego. Prowadzący nadzoruje wykonywane pomiary w szczególności poprawność i kompletność uzyskiwanych wyników
  • Ćwiczenia projektowe: Studenci wykonują zadany projekt w zespołach dwuosobowych na podstawie instrukcji. Prowadzący wspiera studentów w kontroli błędów i weryfikacji uzyskanych wyników.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Ćwiczenia laboratoryjne: Obecność na minimum 6 zajęciach, zaliczenie minimum 4 sprawozdań z laboratoriów w zespołach maksymalnie 4 osobowej. Zaliczenie dwóch kolokwiów sprawdzających wiadomości z laboratorium.
Ćwiczenia projektowe: Obecność na co najmniej 9 zajęciach projektowych, zaliczenie wszystkich tematów projektów zadanych na zajęciach.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Z uwagi na złożoność przedstawianego materiału, udział w wykładach jest szczególnie zalecany. Rejestracja audiowizualna jest niedozwolona.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Ćwiczenia laboratoryjne wykonywane są zgodnie z programem przedstawionym przez prowadzącego i pod jego nadzorem w wydzielonych zespołach maksymalnie 4 osobowych.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują projekty w programie Matlab realizując treści zawarte w instrukcjach do ćwiczeń. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena średnia ze sprawozdań z laboratoriów – 30%
Ocena średnia z projektów – 70%

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Ćwiczenia laboratoryjne: możliwość odrobienia wybranych ćwiczeń w ramach prac naukowych zespołu Akustyki Architektonicznej
Ćwiczenia projektowe: temat, na którym student był nieobecny musi być odrobiony w ramach indywidualnej prezentacji wykonanego projektu.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość pakietu Matlab, AutoCAD, Catt acoustic
Znajomość podstawowych zasad adaptacji akustycznej
Umiejętność zestawienia toru pomiarowego do pomiarów akustycznych

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Cox T., Acoustic Absorbers and Diffusers: Theory, Design and Application, Taylor & Francis, 2009
Allard J., Propagation of Sound in Porous Media: Modelling Sound Absorbing Materiale, John Wiley & Sons 2009
Kuttruff H., Room acoustics, Taylor & Francis, London 2009
Makarewicz R., Wstęp do akustyki teoretycznej, Wydawnictwo UAM, Poznań 2005
Kulowski A., Akustyka Sal, Wydawnictwo PG, Gdańsk 2011

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:
  • A. Pilch, “Sources of measurement uncertainty in determination of the directional diffusion coefficient value,” Applied Acoustics, vol. 129, pp. 268–276, 2018.
  • J. Smardzewski, T. Kamisiński, A. Pilch et.al. “Sound absorption of wood-based materials,” Holzforschung, vol. 69, no. 4, pp. 431–439, 2015.
  • T. Kamisiński, A. Pilch et. al., “The comprehensive research of the road acoustic screen with absorbing and diffusing surface,” Archives of Acoustics, vol. 40, no. 1, 2015.
  • J. Smardzewski, T. Kamisiński, A. Pilch et al., “Experimental study of wood acoustic absorption characteristics,” Holzforschung, vol. 68, no. 4, 2014.
  • A. Pilch, A. Karlińska, A. Snakowska, T. Kamisiński, “The application of double-layer curtains for shaping acoustics of concert halls,” Acta Physica Polonica A, vol. 125, no. 4 A, 2014.
  • A. Pilch, T. Kamisiński, M. Zastawnik, “Comparison of pressure and intensity methods in evaluating the directional diffusion coefficient,” Acta Physica Polonica A, vol. 123, no. 6, pp. 1054–1058, 2013.
  • T. Kamisiński, K. Brawata, A. Pilch, J. Rubacha, M. Zastawnik, “Test Signal Selection for Determining the Sound Scattering Coefficient in a Reverberation Chamber,” Archives of Acoustics, vol. 37, no. 4, pp. 405–409, 2012.
  • T. Kamisiński, K. Brawata, A. Pilch, J. Rubacha, M. Zastawnik, “Sound Diffusers with Fabric Covering,” Archives of Acoustics, vol. 37, no. 3, pp. 317–322, 2012.
  • J. Rubacha, A. Pilch, M. Zastawnik, “Measurements of the sound absorption coefficient of auditorium seats for various geometries of the samples,” Archives of Acoustics, vol. 37, no. 4, 2012.
  • A. Pilch, T. Kamisiński, “The Effect of Geometrical and Material Modification of Sound Diffusers on Their Acoustic Parameters,” Archives of Acoustics, vol. i, no. 4, pp. 955–966, 2011.
Informacje dodatkowe:

Brak