DOI: https://doi.org/10.20535/2523-4455.2018.23.5.133949

Аналіз акустичних властивостей вентиляційних каналів

Andrii Mykolaiovych Saranenko, Oleksii Viktorovych Bogdanov

Анотація


У сфері вимірювання акустичних параметрів є два спеціалізованих міжнародних стандарти для розрахунку рівнів звукового тиску у лабораторних умовах: точний та інженерний (розрахунковий) методи. Дані стандарти відрізняються підходами до проведення тестування, включаючи забезпечення безлунного середовища для акустичних випробувань та є складовою частиною серій стандартів, що встановлюють методи для визначення рівнів звукового тиску (SPL) для різних типів обладнання й потребують забезпечення умов вільного поля або вільного поля з пласким відбиваючим середовищем. На даний момент існують дві основні стандартизовані вимоги до акустичного середовища: допустима похибка створюваного вільного звукового поля (FFA) й фоновий шум (BN), але сучасне проектування вимагає застосування передових технологій.

Програма COMSOL Multiphysics дозволяє вирішувати широкий спектр завдань у сфері оцінки шумової дії. Метод скінченних елементів, що використовується у програмі виступає у якості світового стандарту для моделювання високоефективних вентиляційних систем у країнах Європи та США.

У даній роботі запроектована віртуальна модель шумопоглинаючого вентиляційного каналу й задані параметри звукозаглушеної  камери з використанням основних положень та методик інженерних розрахунків у середовищі COMSOL Multiphysics і державних стандартів; показані такі переваги COMSOL Multiphysics як: висока точність розрахунків; зменшення трудомісткості обчислень; можливість виявлення критичних зон та розробка протишумових заходів.

Запропонований метод високоточного проектування ефективного шумопоглинаючого вентиляційного каналу дозволить виконувати вимірювання з урахуванням положень міжнародних стандартів та вийти на європейський ринок.

Результати роботи можуть бути використані на підприємствах та у будівельних організаціях при проектуванні шумопоглинаючих вентиляційних каналів за світовими стандартами.

Бібл. 18, рис. 2, табл. 2.


Ключові слова


акустичні вимірювання; стандарти; вентиляційна система; метод скінченних елементів; 3D моделювання

Повний текст:

PDF

Перелік посилань для Cited-By Linking


V. P. Gusev, “Akusticheskiy raschet kak osnova dlya proyektirovaniya maloshumnoy sistemy ventilyatsii (konditsionirovaniya) [Acoustic calculation as a basis for designing a low-noise ventilation (air-conditioning) system],” AVOK, no. 6, 2004, URL: https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=2577.

V. P. Gusev and M. Y. Leschko, “Aeroakusticheskiye ispytaniya ventoborudovaniya [Aeroacoustic tests of ventilation equipment],” AVOK, no. 2, 2002, URL: https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=1464.

D. Kondrashov, “Zaglushay i vlastvuy: kak perestat’ bespokoit’sya i vybrat’ pravil’nuyu bezekhovuyu akusticheskuyu kameru za 10 minut [Silence and control: how to stop worrying and choose the right anechoic acoustic camera in 10 minutes],” Vektor Vysok. tekhnolohiy, no. 3 (24), pp. 38–46, 2016, URL: https://ostec-3d.ru/group-ostec/pressroom/articles/kachestvo3/zaglushay-i-vlastvuy-kak-perestat-bespokoitsya-i-vybrat-pravilnuyu-bezekhovuyu-akusticheskuyu-kameru/.

V. S. Didkovskyi, V. P. Zaiets, and N. O. Samiilenko, “Otsinka izolyatsiyi povitryanoho shumu v rozshyrenomu diapazoni chastot [Assessment of airborne noise isolation in the extended frequency range],” Electron. Commun., vol. 16, no. 1(60), pp. 164–168, 2011.

S. A. Luniova, O. V. Bogdanov, and V. P. Zaets, “MetodichnI vkazIvki do rozrahunkovo-grafIchnoYi roboti ‘Akustichniy proekt primIschennya’ z kreditnogo modulya ‘ Prikladna akustika - 1’ [Guidance for calculation-graphic work ‘Acoustic room design’ with credit module ‘Applied Acoustics - 1’].” National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute,” Kyiv, p. 48, 2011, URL: http://acoustic.kpi.ua/assets/files/MetodMater/RGR_PA1.pdf.

R. Geike, “COMSOL Multiphysics in education-chemical reactions, heat and mass transfer,” in COMSOL conference, 2008, URL: https://www.comsol.ru/paper/comsol-multiphysics-in-education-ndash-chemical-reactions-heat-and-mass-transfer-5238.

O. C. Zienkiewicz and R. L. Taylor, Finite Element Method, 5th ed., vol. 1. UK: Butterworth-Heinemann, 2000, ISBN: 978-0750650496.

O. Zienkiewicz, R. Taylor, P. Nithiarasu, "The finite element method for fluid dynamics," Amsterdam: Elsevier / Butterworth-Heinemann, 2005, 451 p.

V.B. Veselovskij, A.I. Gubin, "Matematicheskoe modelirovanie lazernogo termicheskogo uprochnenija bez plavlenija poverhnosti [Mathematical modeling of laser thermal hardening without surface melting]," Metalurgіjna teplotehnіka: Zbіrnik naukovih prac' NMA Ukraїni, Dnіpropetrovs'k, Ukraine: Nova іdeologіja, 2008, pp. 47- 54.

N. Y. Galushkin, N. N. YAzvinskaya, and D. N. Galushkin, Reshatel’ paketa modelirovaniya tekhnicheskikh protsessov Comsol [Solver of the Comsol process modeling package]. Shakhty, Ukraine: ISОiP (branch) of DSTU, 2013.

V. P. Agapov, Metod konechnykh elementov v statike, dinamike i ustoychivosti prostranstvennykh tonkostennykh podkreplennykh konstruktsiy [The finite element method in the statics, dynamics and stability of spatial thin-walled reinforced structures]. Moscow, Russia: ASV, 2000, ISBN: 5-93093-035-X.

V.I. Bol'shakov, E.A. Jacenko, G. Sossu, Osnovy metoda konechnykh elementov [Fundamentals of the finite element method]. Dnepropetrovsk, Ukraine: PGASA, 2000, ISBN: 966-7282-32-5.

J. H. Ferziger and M. Perić, Computational Methods for Fluid Dynamics, 3th ed. Berlin, Heidelberg, Germany: Springer Berlin Heidelberg, 2002, ISBN: 978-3-540-42074-3.

H. L. Shevchenko, “Efektyvni rezhymy roboty ta konstruktsiyi kompaktnykh reheneratoriv promyslovykh pechey [Effective operating modes and design of compact regenerators for industrial furnaces],” National Metallurgical Academy of Ukraine, 2001.

S. Yankin, Akusticheskiye raschoty v COMSOL Multiphysics® [Acoustic calculations in COMSOL Multiphysics®]. 2017, p. 25, URL: http://www.acoust-conference.iapras.ru/img/COMSOL.pdf.

E. S. Fedotov, “Izvlecheniye impedansa zvukopogloshchayushchey konstruktsii v sisteme COMSOL MULTIPHYSICS [Removing the impedance of a sound-absorbing structure in the COMSOL MULTIPHYSICS system],” in XVI Vserossiyskaya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya Aerokosmicheskaya tekhnika, vysokiye tekhnologii i innovatsii, 2015, vol. 1, pp. 380–383.

A. G. Dixon and D. DiBiasio, “Integrating COMSOL into a Mathematical Modeling Course for Chemical Engineers,” in COMSOL Conference, 2008, p. 7.

F.S. Kudrjavcev, L.F. Lagunov, "Metodicheskie ukazanija po raschetu i proektirovaniju akusticheskih kamer dlja izmerenija shumovyh harakteristik mashin [Methodical instructions for the calculation and design of acoustic chambers for measuring the noise characteristics of machines],"Vsesoyuz. CNII ohrany truda, Moscow, USSR: VCNIIOT, 1978, 80 p.


Перелік посилань


  1. V. P. Gusev, “Akusticheskiy raschet kak osnova dlya proyektirovaniya maloshumnoy sistemy ventilyatsii (konditsionirovaniya) [Acoustic calculation as a basis for designing a low-noise ventilation (air-conditioning) system],” AVOK, no. 6, 2004, URL: https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=2577.
  2. V. P. Gusev and M. Y. Leschko, “Aeroakusticheskiye ispytaniya ventoborudovaniya [Aeroacoustic tests of ventilation equipment],” AVOK, no. 2, 2002, URL: https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=1464.
  3. D. Kondrashov, “Zaglushay i vlastvuy: kak perestat’ bespokoit’sya i vybrat’ pravil’nuyu bezekhovuyu akusticheskuyu kameru za 10 minut [Silence and control: how to stop worrying and choose the right anechoic acoustic camera in 10 minutes],” Vektor Vysok. tekhnolohiy, no. 3 (24), pp. 38–46, 2016, URL: https://ostec-3d.ru/group-ostec/pressroom/articles/kachestvo3/zaglushay-i-vlastvuy-kak-perestat-bespokoitsya-i-vybrat-pravilnuyu-bezekhovuyu-akusticheskuyu-kameru/.
  4. V. S. Didkovskyi, V. P. Zaiets, and N. O. Samiilenko, “Otsinka izolyatsiyi povitryanoho shumu v rozshyrenomu diapazoni chastot [Assessment of airborne noise isolation in the extended frequency range],” Electron. Commun., vol. 16, no. 1(60), pp. 164–168, 2011.
  5. S. A. Luniova, O. V. Bogdanov, and V. P. Zaets, “MetodichnI vkazIvki do rozrahunkovo-grafIchnoYi roboti ‘Akustichniy proekt primIschennya’ z kreditnogo modulya ‘ Prikladna akustika - 1’ [Guidance for calculation-graphic work ‘Acoustic room design’ with credit module ‘Applied Acoustics - 1’].” National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute,” Kyiv, p. 48, 2011, URL: http://acoustic.kpi.ua/assets/files/MetodMater/RGR_PA1.pdf.
  6. R. Geike, “COMSOL Multiphysics in education-chemical reactions, heat and mass transfer,” in COMSOL conference, 2008, URL: https://www.comsol.ru/paper/comsol-multiphysics-in-education-ndash-chemical-reactions-heat-and-mass-transfer-5238.
  7. O. C. Zienkiewicz and R. L. Taylor, Finite Element Method, 5th ed., vol. 1. UK: Butterworth-Heinemann, 2000, ISBN: 978-0750650496.
  8. O. Zienkiewicz, R. Taylor, P. Nithiarasu, "The finite element method for fluid dynamics," Amsterdam: Elsevier / Butterworth-Heinemann, 2005, 451 p.
  9. V.B. Veselovskij, A.I. Gubin, "Matematicheskoe modelirovanie lazernogo termicheskogo uprochnenija bez  plavlenija poverhnosti [Mathematical modeling of laser thermal hardening without surface melting]," Metalurgіjna teplotehnіka: Zbіrnik naukovih prac' NMA Ukraїni, Dnіpropetrovs'k, Ukraine: Nova іdeologіja, 2008, pp. 47- 54.
  10. N. Y. Galushkin, N. N. YAzvinskaya, and D. N. Galushkin, Reshatel’ paketa modelirovaniya tekhnicheskikh protsessov Comsol [Solver of the Comsol process modeling package]. Shakhty, Ukraine: ISОiP (branch) of DSTU, 2013.
  11. V. P. Agapov, Metod konechnykh elementov v statike, dinamike i ustoychivosti prostranstvennykh tonkostennykh podkreplennykh konstruktsiy [The finite element method in the statics, dynamics and stability of spatial thin-walled reinforced structures]. Moscow, Russia: ASV, 2000, ISBN: 5-93093-035-X.
  12. V.I. Bol'shakov, E.A. Jacenko, G. Sossu, Osnovy metoda konechnykh elementov [Fundamentals of the finite element method]. Dnepropetrovsk, Ukraine: PGASA, 2000, ISBN: 966-7282-32-5.
  13. J. H. Ferziger and M. Perić, Computational Methods for Fluid Dynamics, 3th ed. Berlin, Heidelberg, Germany: Springer Berlin Heidelberg, 2002, ISBN: 978-3-540-42074-3, DOI: 10.1007/978-3-642-56026-2.
  14. H. L. Shevchenko, “Efektyvni rezhymy roboty ta konstruktsiyi kompaktnykh reheneratoriv promyslovykh pechey [Effective operating modes and design of compact regenerators for industrial furnaces],” National Metallurgical Academy of Ukraine, 2001.
  15. S. Yankin, Akusticheskiye raschoty v COMSOL Multiphysics® [Acoustic calculations in COMSOL Multiphysics®]. 2017, p. 25, URL: http://www.acoust-conference.iapras.ru/img/COMSOL.pdf.
  16. E. S. Fedotov, “Izvlecheniye impedansa zvukopogloshchayushchey konstruktsii v sisteme COMSOL MULTIPHYSICS [Removing the impedance of a sound-absorbing structure in the COMSOL MULTIPHYSICS system],” in XVI Vserossiyskaya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya Aerokosmicheskaya tekhnika, vysokiye tekhnologii i innovatsii, 2015, vol. 1, pp. 380–383.
  17. A. G. Dixon and D. DiBiasio, “Integrating COMSOL into a Mathematical Modeling Course for Chemical Engineers,” in COMSOL Conference, 2008, p. 7.
  18. F.S. Kudrjavcev,  L.F. Lagunov, "Metodicheskie ukazanija po raschetu i proektirovaniju akusticheskih kamer dlja izmerenija shumovyh harakteristik mashin [Methodical instructions for the calculation and design of acoustic chambers for measuring the noise characteristics of machines],"Vsesoyuz. CNII ohrany truda, Moscow, USSR: VCNIIOT, 1978, 80 p.


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.




Copyright (c) 2018 Сараненко А. М., Богданов О. В.

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN: 2523-4447
e-ISSN: 2523-4455