Pasar al contenido principal

Main navigation

  • Sobre El ITEFI
  • Investigación
  • Formación y empleo
  • OpenLab
  • Servicios científico técnicos
  • Directorio

Enhanced modal matching method for macro- and micro-perforated plates

perforated panels
modal matching
sound absorption
sound transmission
dissipation
Cédric Maury, Teresa Bravo
Journal of Sound and Vibration, Volume 500, 2021, 116042
https://doi.org/10.1016/j.jsv.2021.116042

Theoretical, numerical and experimental results are presented on the reactive and dissipative properties of backed or unbacked multilayer partitions made up of macro- or micro-perforated rigid panels in linear regime. The objective is to provide an enhanced multi-modal (EMM) formulation that accounts for high-order modes within the panel holes as well as visco-thermal boundary layers (VTBLs) over the panel surfaces while being computationally more efficient than the finite element method (FEM). The proposed model accounts for oblique incidence and finite-sized panel vibrations. Validation cases show that the EMM well captures the visco-thermal dissipation modelled by FEM on rigidly-backed macro- and micro-perforates. It also well correlates with a number of effective impedance models provided suitable end-corrections are used. The measured acoustical properties of unbacked multi-layer partitions are accurately predicted by the EMM, well beyond the validity range of the effective models. The thickness-to-hole diameter aspect ratio is found to be a key parameter that determines the relative contribution of the in-hole radial modes and VTBLs to the partition dissipation properties. For aspect ratios greater than unity where micro-perforates normally are operated, the dissipation is dominated by the high-order in-hole modes. Otherwise, both the VTBLs and in-hole modes contribute to the transmission and dissipation. The VTBLs also dominate the reactive and dissipative properties of acoustic fishnets embedding small air gaps comparable to the VTBL thickness. Despite the constant hole pitch limitation, the EMM appears to be well-suited for the optimisation study of the dissipative and reactive properties of backed or unbacked multi-layer partitions.

Acknowledgments

This study was funded in Spain by the Ministerio de Economía y Competitividad project TRA2017-87978-R, AEI/FEDER, UE, and the mobility program ILINK+2018. It was supported in France by the ANR VIRTECH (ANR-17-CE10-0012-01).

GAA

proyecto/s relacionado/s

  • Absorción acústica cuasi-perfecta en banda ancha con metamateriales bio-inspirados para los sistemas de transporte terrestres y aéreos
    Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016, Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad (AEI), Fondos Feder
Departamento de Acústica y Evaluación No Destructiva (DAEND)
  • GAA: Grupo de Acústica ambiental
  • G CARMA: Grupo de Caracterización de materiales mediante evaluación no destructiva
  • ULAB: Ultrasonidos para el análisis de líquidos y bioingeniería
Departamento de Tecnologías de la Información y Las Comunicaciones (DTIC)
  • GiCP: Grupo de investigación en Ciberseguridad y Protección de la Privacidad
  • GICSI: Grupo de investigación en Criptología y Seguridad de la Información
    • LCQE: Laboratorio de Comunicaciones Cuánticas
  • PSUM: Grupo de Procesamiento de Señal en sistemas Ultrasónicos Multicanal
Departamento de Sensores y Sistemas Ultrasónicos (DSSU)
  • GSTU: Grupo de Sistemas y tecnologías ultrasónicas
  • NoySI: Grupo de Nanosensores y Sistemas Inteligentes
  • RESULT: Resonadores ultrasónicos para cavitación y micromanipulación
  • SENSAVAN: Grupo de Tecnología de Sensores Avanzados
  • QE: Electrónica Cuántica
Laboratorios
  • Laboratorio de Acústica
  • Laboratorio de Metrología Ultrasónica Médica (LMUM)
  • Laboratorio de Comunicaciones Cuánticas
  • Laboratory for International Collaboration in Advanced Biophotonics Imaging

Instituto de Tecnologías Físicas y de la Información Leonardo Torres Quevedo  - ITEFI
C/ Serrano, 144. 28006 - Madrid • Tel.: (+34) 91 561 88 06  Contacto  •  Intranet
EDIFICIO PARCIALMENTE ACCESIBLE POR PERSONAS CON MOVILIDAD REDUCIDA