Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Akustyka falowodów i tłumików – wybrane zagadnienia
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
ZSDA-3-0044-s
Wydział:
Szkoła Doktorska AGH
Poziom studiów:
Studia III stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Szkoła Doktorska AGH
Semestr:
0
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. Snakowska Anna (anna.snakowska@agh.edu.pl)
Dyscypliny:
inżynieria mechaniczna
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Akustyka falowodów i tłumików przedstawia ważne i szeroko badane zagadnienie tłumienia hałasu, którego źródłem są wyloty rur i kanałów. Z tego powodu w oparciu o badania konstruuje się coraz bardziej skuteczne tłumiki, o skomplikowanej geometrii, ale charakteryzujące się coraz lepszą skutecznością w redukcji hałasu. Jest to zatem zagadnienie ważne, szeroko badane w czołowych ośrodkach naukowych, i o dużych możliwościach aplikacyjnych. Jest też przyszłościowe ze względu na wagę walki z hałasem.

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 Efektem będzie znajomość zjawisk zachodzących w falowodach i tłumikach będąca podstawą do projektowania konkretnych rozwiązań SDA3A_W02, SDA3A_W01 Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Efektem będzie umiejętność zaprojektowania tłumika o zadanych parametrach SDA3A_U01 Projekt
M_U002 Efektem będzie umiejętność dyskutowania najlepszych rozwiązań konstrukcyjnych w odniesieniu do podstaw teoretycznych zjawisk SDA3A_U02 Udział w dyskusji
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Efektem będzie poznanie pracy w grupie i inicjowanie dyskusji o zaproponowanym rozwiązaniu technicznym SDA3A_K01 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
30 15 0 0 0 0 15 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 Efektem będzie znajomość zjawisk zachodzących w falowodach i tłumikach będąca podstawą do projektowania konkretnych rozwiązań + - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Efektem będzie umiejętność zaprojektowania tłumika o zadanych parametrach + - - - - + - - - - -
M_U002 Efektem będzie umiejętność dyskutowania najlepszych rozwiązań konstrukcyjnych w odniesieniu do podstaw teoretycznych zjawisk + - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Efektem będzie poznanie pracy w grupie i inicjowanie dyskusji o zaproponowanym rozwiązaniu technicznym + - - - - + - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 80 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 6 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 4 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (15h):
Tematy wykładów podano poniżej

1. Rozwiązanie równania falowego/Helmholtza w obszarze ograniczonym przy zadanych warunkach brzegowych. Warunek Dirichleta, Neumanna i Robina. Funkcje własne równania Helmholtza.
2. Ogólny opis zjawisk w falowodzie. Propagacja modu podstawowego i fali wielomodowej.
3. Falowody o przekroju prostokątnym i różnych rodzajach powierzchni (sztywnej, podatnej i impedancyjnej). Propagacja fali wielomodowej, funkcje kształtu i częstości odcięcia.
4. Falowody o przekroju kołowym i eliptycznym i różnych rodzajach powierzchni (sztywnej, podatnej i impedancyjnej). Propagacja fali wielomodowej, funkcje kształtu i częstości odcięcia.
5. Dyfrakcja fali na wylocie falowodu cylindrycznego, metoda Wienera-Hopfa Promieniowanie dźwięku na zewnątrz, charakterystyki kierunkowe i możliwości ich kształtowania.
6. Tłumiki w przybliżeniu niskich częstotliwości (propagacja tylko modu podstawowego) oraz w przypadku ogólnym przy założeniu propagacji fali wielomodowej.
7. Metoda dopasowania modów (mode matching method) do analizy propagacji w tłumiku fali wielomodowej.
8.Analiza własności tłumików przy zastosowaniu metody wieloportów. Teoria wieloportów akustycznych w analogii do teorii sieci elektrycznych.

Zajęcia seminaryjne (15h):
Tematy seminarium będą powiązwane z tematyka wykładów, mogą być także zaproponowane przez studentów i powiązane z tematyką ich prac doktorskich

Na seminarium kontynuowane będą i analizowane przez Studentów prezentowane na wykładzie zagadnienia propagacji fal akustycznych w układach akustycznych ograniczonych, takich jak tłumiki, falowody itp.
Przedstawiona będzie metoda dopasowania modów (Mode Matching Method) i metoda dekompozycji (Mode Decomposition Method) i ich użyteczność w analizie falowodowych i tłumików o złożonej geometrii.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Wykład będzie prowadzony tradycyjnie z użyciem tablicy, a także nowych urządzeń multimedialnych
  • Zajęcia seminaryjne: Omawiane będą przede wszystkim tłumiki o skomplikowanej geometrii w oparciu o monografię Munjala "Acoustics of ducts and mufflers" i publikacje w renomowanych czasopismach
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunkiem zaliczenia zajęć będzie przede wszystkim aktywny udział w seminarium, a także orientacja w materiale zaprezentowanym w ramach wykładu. W ramach seminarium studenci będą poproszeni o przygotowanie pogłębionej prezentacji na jeden z realizowanych tematów.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Wykłady nie są obowiązkowe
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Zajęcia obowiązkowe, dozwolone dwie nieobecności nieusprawiedliwione,
Sposób obliczania oceny końcowej:

Na ocenę końcową będą miały wpływ: aktywność na zajęciach, udział w dyskusji oraz treść i sposób wygłoszenia przygotowanego wystąpienia

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

Zaległości mogą być wyrównane na konsultacjach, a także poprzez przygotowanie dodatkowej prezentacji powiązanej z wykładem i w oparciu o publikacje w czasopismach naukowych,

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość treści wyłożonych na zajęciach z matematyki na studiach I, II ( i ewentualnie III ) stopnia, takich jak: Analiza matematyczna, Algebra, Matematyka w inżynierii akustycznej oraz akustyki, takich jak Podstawy akustyki, Akustyka analityczna, Elektroakustyka i podobne

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. M. L. Munjal, Acoustics of ducts and mufflers, Willey 2 ed., New York 2014.
2. A. Snakowska., K. Kolber., Ł. Gorazd, J. Jurkiewicz, Derivation of an acoustic two-port scattering matrix for a multimode wave applying the single-mode generator. IEEE Digital Xplore Library, (2018) 294 – 298.
3. Snakowska A., Teoria pola akustycznego zastosowana do badania układów o symetrii cylindrycznej, wyd. AGH, Kraków, 2018, s. 252
4. Snakowska A. Badania teoretyczne i eksperymentalne falowodów cylindrycznych, Postępy akustyki 2017, OSA Piekary Śląskie 2017, s.83-109
5. Snakowska A., Analiza pola akustycznego falowodu cylindrycznego z uwzględnieniem dyfrakcji na wylocie, Wydawnictwo UR, 2007, pp. 233.
6. A. Sitel, J-M Ville, F. Felix, Multiload procedure to measure the acoustic scattering matrix of a duct discontinuity for higher order mode propagation conditions, J Acoust Soc. Am.;120 (2006) 2478.
7. M. L. Munjal, Plane wave analysis of side inlet/outlet chamber mufflers with mean flow, Applied Acoustics 52 (1997) 165 – 175.
8. T.Kar, M. L. Munjal. Generalized analysis of a muffler with any number of interacting ducts, Journal of Sound and Vibration 285 (2005): 585 – 596.
9. C. D. Gaonkar, M. L. Munjal, Theory of the double-tuned side-inlet side-outlet muffler Noise Control Engineering Journal 66 (2018) 489 – 495.
10. T. Elnady, M. Abom, S. Allam, Modeling perforates in mufflers using two-ports, Journal of Vibration and Acoustics, 132 (2010).
11. M. L. Munjal, K. Narayana Rao, and A. D. Sahasrabudhe. “Aeroacoustic analysis of perforated muffler components.” Journal of Sound and Vibration 114 (1987) 173 – 188.
12. R. Glav, Regaudb PL, Abom M. Study of a folded resonator including the effects of higher order modes, J Sound Vib.; 273 (2004) 777 – 792
13. R. Kirby, Williams P .T, Hill J., A three dimensional investigation into the acoustic performance of dissipative splitter silencers, J Acoust Soc Am;135 (2014) 2727 – 37
14. F.D. Denia, Selamet, A., Martínez, M.J. and Fuenmayor, F.J., Sound attenuation of a circular multi-chamber hybrid muffler., Noise Control Engineering Journal, 56(5) (2008.) 356 – 364
15. M. L. Munjal, Recent advances in muffler acoustics, International Journal of Acoustics and Vibration 18 (2013) 71 – 85

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Snakowska A., Jurkiewicz J., Gorazd Ł., A hybrid method for determination of the acoustic impedance of an unflanged cylindrical duct for multimode wave, Journal of Sound and, vol. 396, s. 325–339, 2017,
2. A. Snakowska., K. Kolber., Ł. Gorazd, J. Jurkiewicz, Derivation of an acoustic two-port scattering matrix for a multimode wave applying the single-mode generator. IEEE Digital Xplore Library, (2018) 294 – 298.
3. Snakowska A., Teoria pola akustycznego zastosowana do badania układów o symetrii cylindrycznej, wyd. AGH, Kraków, 2018, s. 252
4. Snakowska A. Badania teoretyczne i eksperymentalne falowodów cylindrycznych, Postępy akustyki 2017, OSA Piekary Śląskie 2017, s.83-109
5. Snakowska A., Analiza pola akustycznego falowodu cylindrycznego z uwzględnieniem dyfrakcji na wylocie, Wydawnictwo UR, 2007, pp. 233.
6. Snakowska A., On the principle of equipartition of energy in the sound field inside and outside a circular duct, Acustica, vol. 79, no. 2, 1993, pp. 155–160.
7. Snakowska A., Idczak H., On a certain model for analysing the multimodal radiation from a circular duct, Acustica, vol. 82, suppl. 1, 1996, p. 95.
8. Snakowska A., The acoustic far field of an arbitrary Bessel mode radiating from a semi-infinite unflanged cylindrical wave-guide, Acustica, vol. 77, no. 2, 1992, pp. 53–62.
9. Snakowska A., Acousto-electromagnetic analogies in diffraction phenomena occurring in the semi-infinite cylindrical waveguide, Acta Physica Polonica-Series A General Physics, 2009 Vol.116 No. 3, s. 410-413
10. Snakowska A., Gorazd Ł., Jurkiewicz J., Kolber K., Generation of a single cylindrical duct mode using a mode synthesiser, Applied Acoustics, vol. 114, s. 56–70, 2016, IF: 1,921, pkt: 30

Informacje dodatkowe:

Brak