संरचनात्मक ध्वनिकी

संरचनात्मक ध्वनिकी संरचनाओं में यांत्रिक तरंग का अध्ययन है और लहर कैसे आसन्न मीडिया के साथ बातचीत करते हैं और विकीर्ण करते हैं। संरचनात्मक ध्वनिकी के क्षेत्र को प्रायः यूरोप और एशिया में विब्रो ध्वनिकी कहा जाता है। जो लोग संरचनात्मक ध्वनिकी के क्षेत्र में कार्य करते हैं उन्हें संरचनात्मक ध्वनि-विज्ञानी के रूप में जाना जाता है। संरचनात्मक ध्वनिकी का क्षेत्र शोर, पारगमन, अंतर्जलीय ध्वानिकी और भौतिक ध्वनिकी सहित ध्वनिकी के कई अन्य क्षेत्रों से निकटता से संबंधित हो सकता है।

संरचनाओं में कंपन

संपीड़न और कतरनी तरंगें (आइसोट्रोपिक, सजातीय सामग्री)

संपीड़न तरंगें (अक्सर अनुदैर्ध्य तरंगों के रूप में संदर्भित) तरंग गति के समान दिशा (या विपरीत) में विस्तार और अनुबंध करती हैं। तरंग समीकरण x दिशा में तरंग की गति को निर्धारित करता है।

${\partial ^{2}u \over \partial x^{2}}={1 \over c_{L}^{2}}{\partial ^{2}u \over \partial t^{2}}$

कहाँ $u$ विस्थापन है और $c_{L}$ अनुदैर्ध्य तरंग गति है। इसका एक आयाम में ध्वनिक तरंग समीकरण के समान रूप है। $c_{L}$ गुणों द्वारा निर्धारित किया जाता है (थोक मापांक $B$ और घनत्व $\rho$) संरचना के अनुसार

${c_{L}}={\sqrt {B \over \rho }}$

जब संरचना के दो आयाम तरंग दैर्ध्य (आमतौर पर बीम कहा जाता है) के संबंध में छोटे होते हैं, तो लहर की गति यंग मापांक द्वारा निर्धारित होती है $E$ बदले में $B$ और फलस्वरूप अनंत मीडिया की तुलना में धीमी हैं।

अपरूपण तरंगें अपरूपण कठोरता के कारण उत्पन्न होती हैं और एक समान समीकरण का अनुसरण करती हैं, लेकिन अनुप्रस्थ दिशा में होने वाले विस्थापन के साथ, तरंग गति के लंबवत होती है।

${\partial ^{2}w \over \partial x^{2}}={1 \over c_{s}^{2}}{\partial ^{2}w \over \partial t^{2}}$

अपरूपण तरंग गति अपरूपण मापांक द्वारा नियंत्रित होती है $G$ जो इससे कम है $E$ और $B$, अपरूपण तरंगों को अनुदैर्ध्य तरंगों की तुलना में धीमा बनाता है।

बीम और प्लेट में झुकी हुई तरंगें

अधिकांश ध्वनि विकिरण झुकने (या फ्लेक्सुरल) तरंगों के कारण होता है, जो संरचना को ट्रांसवर्सली विकृत करते हैं जैसे वे फैलते हैं। झुकने वाली तरंगें संपीड़न या कतरनी तरंगों की तुलना में अधिक जटिल होती हैं और भौतिक गुणों के साथ-साथ ज्यामितीय गुणों पर निर्भर करती हैं। वे ध्वनिक फैलाव भी हैं क्योंकि विभिन्न आवृत्तियाँ अलग-अलग गति से यात्रा करती हैं।

मॉडलिंग कंपन

जटिल संरचनाओं के कंपन की भविष्यवाणी करने के लिए परिमित तत्व विश्लेषण का उपयोग किया जा सकता है। एक परिमित तत्व कंप्यूटर प्रोग्राम तत्व ज्यामिति और भौतिक गुणों के आधार पर द्रव्यमान, कठोरता और भिगोना मेट्रिसेस को इकट्ठा करेगा, और लागू भार के आधार पर कंपन प्रतिक्रिया के लिए हल करेगा।

${[-\omega ^{2}\mathbf {M} +j\omega \mathbf {B} +(1+j\eta )\mathbf {K} ]}{\mathbf {d} =\mathbf {F} }$

ध्वनि-संरचना अंतःक्रिया

द्रव-संरचना इंटरेक्शन

जब एक कंपन संरचना द्रव के संपर्क में होती है, तो इंटरफ़ेस पर सामान्य कण वेगों को संरक्षित किया जाना चाहिए (अर्थात समतुल्य होना चाहिए)। यह संरचना से कुछ ऊर्जा को तरल पदार्थ में भागने का कारण बनता है, जिनमें से कुछ ध्वनि के रूप में विकीर्ण होती हैं, जिनमें से कुछ संरचना के पास रहती हैं और दूर नहीं जाती हैं। अधिकांश इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए, विब्रो-ध्वनिकी में शामिल द्रव-संरचना इंटरैक्शन का संख्यात्मक अनुकरण परिमित तत्व विधि और सीमा तत्व विधि को जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है।

यह भी देखें

• ध्वनिकी
• ध्वनिक तरंग समीकरण
• मेमने की लहर
• रैखिक लोच
• शोर नियंत्रण
• आवाज़
• भूतल ध्वनिक तरंग
• लहर
• तरंग समीकरण

संदर्भ

• Fahy F., Gardonio P. (2007). Sound Structure Interaction (2nd ed.). Academic Press. pp. 60–61. ISBN 978-3-540-67458-0.

बाहरी संबंध

• asa.aip.org Archived 1996-11-19 at the Wayback Machine—Website of the Acoustical Society of America