Titreşen cisimlerin yarım uzaydaki akustik alanının Helmholtz integral denklemi ile hesaplanması

Titreşen üç boyutlu cisimlerin çevresindeki akustik basınç alanının sayısal çözümü, Helmoltz integral denkleminden sınır elemanları metodu ile gerçekleştirilebilmektedir. Yansıtıcı bir yüzey yakınında bulunan ses kaynaklarının formülasyonunda tam uzay yerine yarım uzay Green fonksiyonunun kullanılması, sonsuz bir düzlem olarak kabul edilebilecek bu yüzeyin modellenmesi gereğini ve modellemenin nereye kadar süreceği sorusunu ortadan kaldırmaktadır. Sadece ses kaynağının yüzeyinin modellenmesini ve çözümünü yeterli kılan yarım uzay formülasyonu, bilgisayar belleği ve zamanından kazanç sağlamakta ve sonuçların hassasiyetini arttırmaktadır. Bu çalışmada hazırlanan bilgisayar programı, tam uzaydaki akustik radyasyonunun hesaplanması için APL dilinde geliştirilen bir programın, yarım uzay algoritması kullanılarak düzenlenmesiyle elde edilmiştir. Program gelişigüzel geometriye ve değişik titreşim biçimlerine sahip cisimler için uygun olmakla birlikte, sayısal çözümler temel bir akustik kaynak olan düzgün titreşen küre için gerçekleştirilmiş ve rijit bir yüzey yakınındaki bu kaynağın akustik radyasyon karakteristikleri incelenmiştir.

Computation of the acoustic field of vibrating bodies in half space by the Helmholtz integral equation

The solution of the acoustical pressure field around three-dimensional vibrating bodies is accomplished by the numerical implementation of the Helmholtz integral equation by using the boundary element method. In the formulation of sound sources near a reflecting surface that may be considered as an infinite plane, the effort required for discretization of this plane and the question of where to terminate the discretization, are removed by using the half-space Green 's function instead of the free-space function. Since in the half-space formulation, the discretization and solution are confined to the body, the computer storage and time requirements are reduced and the sensitivity of the results is improved. The presented computer code was prepared by the modification of a code, that had been developed in APL for the computation of full-space acoustic radiation, by using the half-space algorhytm. Although this code is capable of solving vibrating bodies having arbitrary shapes and different surface velocity distributions, numerical solutions were performed for a basic source, dilating sphere, and acoustic radiation characteristics of this source near a rigid surface were examined.

___