Análisis del comportamiento acústico mediante simulación numérica de la interacción fluido estructura

Abstract

La tesis que se presenta es el resultado de cuatro intensos años de estudio en el campo de la acústica, tanto desde el punto de vista numérico como experimental, haciendo especial hincapié en la consecución de un modelo numérico capaz de predecir el comportamiento acústico a ruido aéreo de diferentes elementos de construcción. El trabajo desarrollado se ha estructurado en base al siguiente esquema: 1º) Descripción de los conceptos teóricos y experimentales empleados en el análisis acústico de recintos. Esta tarea pretende mostrar y explicar los fenómenos de propagación acústica, así como las teorías y métodos que permiten evaluar el comportamiento acústico de los materiales y sistemas en el ámbito de la construcción. 2º) Métodos numéricos. Se han planteado las ecuaciones diferenciales que rigen el fenómeno acústico así como su acoplamiento entre el medio fluido y la estructura, y se ha desarrollado el modelo matemático del problema. A continuación se ha aplicado el método de los elementos finitos a la resolución de problemas de aislamiento acústico con el fin de establecer una metodología en los ensayos virtuales. 3º) Ensayos acústicos. Se han mostrado los resultados experimentales y los procedimientos empleados en la simulación acústica de elementos de construcción, así como los resultados más relevantes obtenidos. 4º) Optimización del problema acústico. En base a los resultados numéricos y experimentales, se ha abordado el complejo problema de optimización acústica en recintos cerrados adoptando como función objetivo a minimizar la diferencia entre el resultado del índice de reducción sonora deducido numérica y experimentalmente en cada una de las frecuencias de estudio. Para conseguir un resultado apropiado, ha sido necesario aplicar tres métodos diferentes de optimización con un desarrollo en cascada. 5º) Finalmente se han expuesto las conclusiones mas importantes del estudio, así como las líneas futuras de investigación, centradas en los aspectos metodológicos, de optimización, de simulación acústica y de repercusiones en el diseño de elementos de construcción.