Análisis del acoplamiento vibro-acústico en resonadores de membrana

El presente Trabajo Fin de Master pretende llevar a cabo el analisis del comportamiento vibratorio de resonadores de membrana, consistentes en un panel delgado y ligero montado a cierta distancia de un elemento constructivo rigido y pesado. Este tipo de sistemas resonantes son empleados habitualmente como absorbentes de media-baja frecuencia en aplicaciones de acondicionamiento acustico de salas. El analisis hara especial hincapie en la influencia del acoplamiento mecanico-acustico entre la placa vibrante (estructura) y el colchon de aire (fluido) encerrado entre la misma y la pared rigida. En primer lugar, realizaremos el analisis modal experimental del resonador objeto de ensayo a partir de las mediciones de su respuesta vibratoria, con el fin de caracterizar su comportamiento en base a sus primeros modos propios acoplados de flexion. El analisis de las senales vibratorias en el dominio de la frecuencia para la identificacion de dicho modos se realizara en el entorno de programacion MATLAB, haciendo uso de una herramienta propia que implementa los metodos de calculo y los algoritmos necesarios para tal fin. Asimismo, simularemos el comportamiento del resonador mediante el metodo de elementos finitos (FEM), utilizando las aplicaciones ANSYS y SYSNOISE, considerando diferentes condiciones frontera en el modelo generado. Los resultados aqui obtenidos seran de utilidad para complementar aquellos obtenidos de forma experimental a la hora de extraer conclusiones practicas del analisis realizado. SUMMARY. This Master's Thesis intends to carry out the analysis of the vibratory behaviour of resonance absorbers, consisting of a thin and lightweight panel mounted at a distance from a rigid wall. Such systems are commonly used as sound absorption systems for mid-low frequency in room acoustics applications. The analysis will emphasize the influence of mechanical-acoustic coupling between the vibrating plate (structure) and the air cushion (acoustic element) enclosed behind it. First of all, we are performing the experimental modal analysis of the resonance absorber under test from the vibrational response measurements, in order to characterize its behaviour based on its first bending coupled-modes. The analysis of vibration signals in the frequency domain for the identification of such modes will be made in MATLAB programming environment, using a proprietary tool that implements the calculation methods and algorithms needed for this purpose. Furthermore, we are simulating the behaviour of the resonance absorber applying the Finite Element Method (FEM) – using ANSYS and SYSNOISE applications - considering different boundary conditions in the model created. The results from the simulation will be useful to complement those obtained experimentally when drawing practical conclusions from this analysis.