Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Modelowanie numeryczne struktur akustycznych
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIAK-1-703-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Akustyczna
Semestr:
7
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż, prof. AGH Kamisiński Tadeusz (kamisins@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Tematyka przedmiotu dotyczy praktycznego zastosowania modelowania numerycznego w projektowaniu struktur akustycznych. Wykład i laboratoria obejmują zagadnienia związane z metodą elementów skończonych i brzegowych, metodą różnic skończonych i inne.

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_W05, IAK1A_W08
M_W002 Zna modele opisujące pochłanianie dźwięku materiałów porowatych, włóknistych i rezonansowych IAK1A_W04, IAK1A_W06 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Projekt
M_W003 Zna podstawy modelowania z wykorzystaniem metody elementów skończonych IAK1A_W04, IAK1A_W01, IAK1A_W07, IAK1A_W13 Aktywność na zajęciach,
Projekt
M_W004 Definiuje podstawowe wielkości opisujące struktury akustyczne IAK1A_W12, IAK1A_W06 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Projektuje ustroje pochłaniające i rozpraszające o zadanych parametrach z wykorzystaniem znanym modeli matematycznych IAK1A_U09, IAK1A_U02, IAK1A_U01 Aktywność na zajęciach,
Projekt
M_U002 Umie wykonać model ustroju akustycznego i przeprowadzić jego analizę z wykorzystaniem metody elementów skończonych IAK1A_U09, IAK1A_U02, IAK1A_U08, IAK1A_U01 Aktywność na zajęciach,
Projekt,
Studium przypadków
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Umie współpracować z innymi branżami (architekci, konstruktorzy) przy projektowaniu ustrojów akustycznych IAK1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Projekt
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
28 14 0 14 0 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 Zna modele opisujące pochłanianie dźwięku materiałów porowatych, włóknistych i rezonansowych + - - - - - - - - - -
M_W003 Zna podstawy modelowania z wykorzystaniem metody elementów skończonych + - - - - - - - - - -
M_W004 Definiuje podstawowe wielkości opisujące struktury akustyczne + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Projektuje ustroje pochłaniające i rozpraszające o zadanych parametrach z wykorzystaniem znanym modeli matematycznych - - + - - - - - - - -
M_U002 Umie wykonać model ustroju akustycznego i przeprowadzić jego analizę z wykorzystaniem metody elementów skończonych - - + - - - - - - - -
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 56 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 28 godz
Przygotowanie do zajęć 14 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 9 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (14h):
  1. Propagacja fali akustycznej w wybranych strukturach akustycznych

    • Podstawy fizyczne związane z propagacją fali akustycznej w gazach i ciałach stałych.
    • Wielkości opisujące falę akustyczną

  2. Podstawy modelowania z wykorzystaniem metody elementów skończonych

    • Budowa modeli akustycznych
    • Warunki brzegowe
    • Generacja fali akustycznej
    • Analiza wyników

  3. Optymalizacja w projektowaniu struktur akustycznych

    • Algorytmy optymalizujące
    • Definicja kryterium optymalizacji
    • Optymalizacja wielokryterialna

  4. Modelowanie metamateriałów

    • rodzaje metamateriałów
    • podstawy propagacji fali akustycznej w metamateriałach
    • modelowanie numeryczne

  5. Modelowanie numeryczne w elektroakustyce

    • modelowanie źródeł dźwięku
    • obudowy źródeł dźwięku

  6. Propagacja dźwięku w przestrzeni ograniczonej

    • ekrany akustyczne
    • modelowanie izolacyjności akustycznej
    • obudowy dźwiękoizolacyjne

Ćwiczenia laboratoryjne (14h):
  1. Modelowanie ustroju dźwiękochłonnego z wykorzystaniem MES
  2. Modelowanie ekranu akustycznego z wykorzystaniem kryształów sonicznych
  3. Projekt głośnika w obudowie z otworem rezonansowym
  4. Optymalizacja ustroju rozpraszającego dźwięk
  5. Ekran akustyczny – modele analityczne i numeryczne
Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej. Oprócz informacji teoretycznych dotyczących metod numerycznych, prezentowane są sposoby tworzenia modeli w wybranych narzędziach programowych.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: Projekty realizowane są samodzielnie. Weryfikacja postępu prac przez prowadzącego realizowana jest po osiągnięciu "kamieni milowych". Projekty wykonywane są przy użyciu komputerowych narzędzi obliczeniowych.
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 wszystkich zadań wskazanych
przez prowadzącego. W przypadku nieobecności na zajęciach, realizowany temat musi być zaliczony w
wyniku indywidualnej weryfikacji wiedzy przez prowadzącego.
Zaliczenie poprawkowe odbędzie się na ostatnich zajęciach laboratoryjnych – studenci będą mieli
możliwość odrobić jeden wybrany temat lub uzupełnić zaległości.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Udział w wykładach jest dobrowolny. Rejestracja audiowizualna jest dozwolona za zgodą prowadzącego
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Ćwiczenia laboratoryjne wykonywane są zgodnie z instrukcją przedstawioną przez prowadzącego i pod jego nadzorem w zespołach 2 osobowych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Oceny z projektów realizowanych w czasie zajęć laboratoryjnych – 70 %
2. Aktywność na zajęciach – 10%
3. Kolokwium z wykładów – 20 %

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

Temat, na którym student był nieobecny musi być odrobiony w ramach indywidualnej prezentacji
wykonanego zadania.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość pakietu Matlab, AutoCAD,
Znajomość podstawowych zasad propagacji fali akustycznej w przestrzeni zamkniętej

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
Computational Acoustics: Theory and Implementation David R. Bergman, John Wiley & Sons 2018

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Acoustic simulation’s verification of WFI ATHENA filterwheel assembly / Adam PILCH, Tadeusz KAMISIŃSKI, Mirosław Rataj, Szymon Polak // Archives of Acoustics ; ISSN 0137-5075. — 2017 vol. 42 no. 3, s. 483–489,
Effect of a noise barrier’s surface structure on sound wave diffraction / Adam PILCH, Jarosław RUBACHA, Tadeusz KAMISIŃSKI // Acta Acustica united with Acustica ; ISSN 1610-1928. — 2010 suppl. 1, S. 75. — EAA EUROREGIO 2010 : 1st European congress on Sound and vibration : 15–18 September 2010 ; First forum of young researches in acoustics ‘EAA Summer School for young researches’ : 13–15 September 2010, Ljubljana, Slovenia
Podstawy teoretyczne pochłaniania dźwięku przez ciała porowate i włókniste — [Predicting the sound absorption of porous absorbers] / Adam PILCH // W: Właściwości akustyczne materiałów stosowanych w meblarstwie / pod red. Jerzego Smardzewskiego, Tadeusza Kamisińskiego. — Poznań : Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego, cop. 2016
Sound diffusers with fabric covering / Tadeusz KAMISIŃSKI, Krzysztof BRAWATA, Adam PILCH, Jarosław RUBACHA, Marcin ZASTAWNIK // Archives of Acoustics ; ISSN 0137-5075. — 2012 vol. 37 no. 3, s. 317–322. — Bibliogr. s. 322
Sources of measurement uncertainty in determination of the directional diffusion coefficient value / Adam PILCH // Applied Acoustics ; ISSN 0003-682X. — 2018 vol. 129, s. 268–276. — Bibliogr. s. 275–276,

Informacje dodatkowe:

Brak