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Grooved acoustic panels are rigid plates consisting of an interconnected network of periodically arranged slits and circular holes. These devices are traditionally used as resonant absorbers in building acoustics. This paper presents a model to predict the acoustic properties of such absorbers. For this purpose, the classical Johnson-Champoux-Allard (JCA) model and the Transfer Matrix Method (TMM) are used together to describe the acoustic wave propagation through these systems. The proposed model was validated against Finite Element (FE) simulations in terms of sound absorption coefficient under normal incidence, for different configurations with good agreement. Additionally, a parametric study was found very useful to investigate the influence of the geometrical characteristics of the panel on the absorption performance of the absorber and in understanding its acoustic behaviour. As expected, the performance of the absorber varies with the size of the pores and thickness of the panel. The limits of the proposed approach are also discussed. The model is proven to be a useful tool to estimate the acoustic properties of grooved acoustic panel absorbers in a simple manner.

El llamado Flipped Teaching es un enfoque o modelo pedagógico cuya idea central es dar la vuelta al método de enseñanza común o modelo tradicional. A grandes rasgos supone hacer en casa lo que tradicionalmente se hace en el aula (la exposición teórica) y realizar en el aula lo que normalmente se hace en casa (resolución de problemas), aunque esta inversión supone mucho más, tal y como se evidenciará en el trabajo que se presenta. El término aula invertida, o Inverted Classroom, fue acuñado por un grupo de profesores de economía en la Universidad de Miami (Ohio) y tiene sus raíces en el método del caso utilizado en las escuelas de negocios, derecho y humanidades, donde se pedía a los estudiantes que fuera de clase prepararan una lectura para poder, posteriormente, desarrollar una discusión en clase. El objetivo es aplicar esta metodología en algunas unidades didácticas de las asignaturas mencionadas.

Perforated concrete shows nowadays a high potential for many construction and building engineering applications. This work is devoted to the analysis of the acoustic properties of perforated concrete made from arlite lightweight aggregates. Concrete produced from these materials is an environmentally friendly alternative to traditional materials and offers a higher durability, excellent strength-to-weight ratio and low cost. In particular, it is shown that the acoustic behavior of perforated concrete can be modeled using a dual porosity approach based on the knowledge of the non-acoustic properties of the matrix granular material and geometrical data. To this end, various non-perforated and perforated samples were prepared and characterized in an experimental test facility, their acoustic properties being determined through the transfer function impedance tube method. Experimental and estimated results related to the acoustic properties of a number of prepared specimens are presented, showing a good agreement. Results suggest that this approach is suitable for practical design of such materials as part of noise control systems.

[EN] The use of sustainable materials is becoming a common practice for noise abatement in building and civil engineering industries. In this context, many applications have been found for porous concrete made from lightweight aggregates. This work investigates the acoustic properties of porous concrete made from arlite and vermiculite lightweight aggregates. These natural resources can still be regarded as sustainable since they can be recycled and do not generate environmentally hazardous waste. The experimental basis used consists of different type specimens whose acoustic performance is assessed in an impedance tube. Additionally, a simple theoretical model for granular porous media, based on parameters measurable with basic experimental procedures, is adopted to predict the acoustic properties of the prepared mixes. The theoretical predictions compare well with the absorption measurements. Preliminary results show the good absorption capability of these materials, making them a promising alternative to traditional porous concrete solutions., [ES] El uso de materiales sostenibles se está convirtiendo en una práctica común para la reducción de ruido en las industrias de la edificación e ingeniería civil. Este trabajo investiga las propiedades acústicas de hormigón poroso fabricado a partir de áridos ligeros de arlita y vermiculita. Estos recursos naturales todavía pueden considerarse sostenibles ya que pueden ser reciclados y no generan residuos peligrosos para el medio ambiente. La base experimental utilizada se compone de especímenes de diferente tipo cuyas prestaciones acústicas se evalúan en un tubo de impedancia. Adicionalmente, se ha adoptado un modelo teórico simple para medios porosos granulares, basado en parámetros medibles con procedimientos experimentales básicos, con objeto de predecir las propiedades acústicas de las mezclas preparadas. Las predicciones teóricas muestran una buena concordancia con las medidas de absorción. Los resultados preliminares demuestran la buena capacidad absorbente de estos materiales, haciendo de ellos una alternativa prometedora a las soluciones de hormigón poroso tradicionales.

Most of the analytical models devoted to determine the acoustic properties of a rigid perforated panel consider the acoustic impedance of a single hole and then use the porosity to determine the impedance for the whole panel. However, in the case of not homogeneous hole distribution or more complex configurations this approach is no longer valid. This work explores some of these limitations and proposes a finite element methodology that implements the linearized Navier Stokes equations in the frequency domain to analyse the acoustic performance under normal incidence of perforated panel absorbers. Some preliminary results for a homogenous perforated panel show that the sound absorption coefficient derived from the Maa analytical model does not match those from the simulations. These differences are mainly attributed to the finite geometry effect and to the spatial distribution of the perforations for the numerical case. In order to confirm these statements, the acoustic field in the vicinities of the perforations is analysed for a more complex configuration of perforated panel. Additionally, experimental studies are carried out in an impedance tube for the same configuration and then compared to previous methods. The proposed methodology is shown to be in better agreement with the laboratorial measurements than the analytical approach.

In the present work, a three-dimensional (3D) formulation based on the method of fundamental solutions (MFS) is applied to the study of acoustic horns. The implemented model follows and extends previous works that only considered two-dimensional and axisymmetric horn configurations. The more realistic case of 3D acoustic horns with symmetry regarding two orthogonal planes is addressed. The use of the domain decomposition technique with two interconnected sub-regions along a continuity boundary is proposed, allowing for the computation of the sound pressure generated by an acoustic horn installed on a rigid screen. In order to reduce the model discretization requirements for these cases, Green’s functions derived with the image source methodology are adopted, automatically accounting for the presence of symmetry conditions. A strategy for the calculation of an optimal position of the virtual sources used by the MFS to define the solution is also used, leading to improved reliability and flexibility of the proposed method. The responses obtained by the developed model are compared to reference solutions, computed by well-established models based on the boundary element method. Additionally, numerically calculated acoustic parameters, such as directivity and beamwidth, are compared with those evaluated experimentally.

The use of sustainable materials is becoming a common practice for noise abatement in building and civil engineering industries. In this context, many applications have been found for porous concrete made from lightweight aggregates. This work investigates the acoustic properties of porous concrete made from arlite and vermiculite lightweight aggregates. These natural resources can still be regarded as sustainable since they can be recycled and do not generate environmentally hazardous waste. The experimental basis used consists of different type specimens whose acoustic performance is assessed in an impedance tube. Additionally, a simple theoretical model for granular porous media, based on parameters measurable with basic experimental procedures, is adopted to predict the acoustic properties of the prepared mixes. The theoretical predictions compare well with the absorption measurements. Preliminary results show the good absorption capability of these materials, making them a promising alternative to traditional porous concrete solutions., El uso de materiales sostenibles se está convirtiendo en una práctica común para la reducción de ruido en las industrias de la edificación e ingeniería civil. Este trabajo investiga las propiedades acústicas de hormigón poroso fabricado a partir de áridos ligeros de arlita y vermiculita. Estos recursos naturales todavía pueden considerarse sostenibles ya que pueden ser reciclados y no generan residuos peligrosos para el medio ambiente. La base experimental utilizada se compone de especímenes de diferente tipo cuyas prestaciones acústicas se evalúan en un tubo de impedancia. Adicionalmente, se ha adoptado un modelo teórico simple para medios porosos granulares, basado en parámetros medibles con procedimientos experimentales básicos, con objeto de predecir las propiedades acústicas de las mezclas preparadas. Las predicciones teóricas muestran una buena concordancia con las medidas de absorción. Los resultados preliminares demuestran la buena capacidad absorbente de estos materiales, haciendo de ellos una alternativa prometedora a las soluciones de hormigón poroso tradicionales.

En este trabajo se describe el proceso llevado a cabo para analizar numéricamente mediante el método de los elementos finitos (MEF) el comportamiento vibratorio del conjunto móvil de un altavoz dinámico de bobina con doble suspensión inferior y en ausencia de la superior. El estudio se centra en el rango de baja frecuencia. El calibrado del modelo se realiza en base a medidas experimentales de la frecuencia de resonancia y desplazamiento del diafragma. Se hace énfasis en la importancia de los factores de participación asociados a la fuerza de excitación y en los cambios que se producen en estos al introducir fuerzas no equilibradas. Así mismo, el análisis proporciona datos para decidir sobre la distancia entre suspensiones, su número óptimo de pliegues y la ubicación de las trencillas, siendo estos parámetros de gran interés en el diseño de este tipo de altavoces., This paper describes the process undertaken to analyze numerically the vibrational behavior of the moving assembly of a dynamic loudspeaker with double bottom suspension and in the absence of the above one using the finite element method (FEM). The study focuses on the low frequency range. Model calibration was performed based on experimental measurements of the resonance frequency and diaphragm displacement. The importance of the participation factors associated to the excitation force and the changes produced in these when unbalanced forces are introduced are emphasized. The analysis also provides data to decide on the distance between suspensions, their optimal number of folds and the placement of the lead wires, parameters of great interest on the design of this type of loudspeakers.

En este trabajo se presenta una plataforma que facilita la realización de diversas actividades y prácticas asociadas a contenidos en el ámbito de lo que se viene denominando “ingeniería acústica”. El sistema central de esta plataforma es una tarjeta de adquisición de datos para la que se han programado diversas aplicaciones en Labview. Se pueden distinguir distintas áreas entre las que destacamos: el estudio de los transductores (con emisión audible y ultrasónicos) y la acústica de salas. También se han implementado aplicaciones concretas para la realización de medidas con técnicas ultrasónicas (emisor-receptor y eco-impulso). A lo largo del documento se explican, en primer lugar los fundamentos teóricos de las aplicaciones. A continuación se indica la estrategia a seguir por el profesor tanto en una sesión de prácticas presencial como en una lección magistral demostrativa. La utilización de plataformas como las que se presentan en este documento es un elemento de motivación para el alumnado, ya que puede comprobar que es capaz de desarrollar herramientas que compiten (y a veces aventajan) con las comerciales.

La técnica Holografía Acústica de Campo Cercano (NAH), es una técnica conocida en el ámbito de la ingeniería acústica que permite reconstruir el campo sonoro y la velocidad de vibración de una fuente sonora a partir de medidas con micrófonos, en un plano paralelo y cercano a la fuente. La técnica se presenta como una alternativa a las medidas de intensidad estándar. En la presente comunicación se explica la metodología seguida para visualizar el efecto sobre la respuesta en frecuencia de un altavoz coaxial de un cambio en el filtro de cruce y comprobar el efecto de un cambio en las condiciones de contorno del panel que forma un altavoz de modos distribuidos (DML). Esta práctica o lección magistral puede llevarse a cabo en una carrera técnica después de haber recibido un curso de acústica y tener nociones básicas sobre transductores acústicos y procesado de señal. Los resultados facilitan el aprendizaje del alumnado y la asimilación de conceptos que se han impartido en etapas anteriores.

Most of the analytical models devoted to determine the acoustic properties of a rigid perforated panel consider the acoustic impedance of a single hole and then use the porosity to determine the impedance for the whole panel. However, in the case of not homogeneous hole distribution or more complex configurations this approach is no longer valid. This work explores some of these limitations and proposes a finite element methodology that implements the linearized Navier Stokes equations in the frequency domain to analyse the acoustic performance under normal incidence of perforated panel absorbers. Some preliminary results for a homogenous perforated panel show that the sound absorption coefficient derived from the Maa analytical model does not match those from the simulations. These differences are mainly attributed to the finite geometry effect and to the spatial distribution of the perforations for the numerical case. In order to confirm these statements, the acoustic field in the vicinities of the perforations is analysed for a more complex configuration of perforated panel. Additionally, experimental studies are carried out in an impedance tube for the same configuration and then compared to previous methods. The proposed methodology is shown to be in better agreement with the laboratorial measurements than the analytical approach. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

En esta publicación se recogen un conjunto de experiencias básicas de laboratorio de Acústica para los estudiantes de Grado en Sonido e Imagen.

In the present paper, a methodology is proposed for obtaining empirical equations describing the sound absorption characteristics of an absorbing material obtained from natural fibers, specifically from coconut. The method, which was previously applied to other materials, requires performing measurements of air-flow resistivity and of acoustic impedance for samples of the material under study. The equations that govern the acoustic behavior of the material are then derived by means of a least-squares fit of the acoustic impedance and of the propagation constant. These results can be useful since they allow the empirically obtained analytical equations to be easily incorporated in prediction and simulation models of acoustic systems for noise control that incorporate the studied materials., En este trabajo se describe el proceso seguido para obtener ecuaciones empíricas del comportamiento acústico de un material absorbente obtenido a partir de fibras naturales, concretamente el coco. El procedimiento, que ha sido ensayado con éxito en otros materiales, implica la realización de medidas de impedancia y resistencia al flujo de muestras del material bajo estudio. Las ecuaciones que gobiernan el comportamiento desde el punto de vista acústico del material se obtienen a partir del ajuste de ecuaciones de comportamiento de la impedancia acústica y la constante de propagación del material. Los resultados son útiles ya que, al disponer de ecuaciones analíticas obtenidas empíricamente, facilitan la incorporación de estos materiales en predicciones mediante métodos numéricos del comportamiento cuando son instalados formando parte de dispositivos para el control del ruido.

En este trabajo se aplica la técnica de holografía acústica de campo cercano (NAH-Near field Acoustic Holography) para determinar la velocidad de vibración de la superficie de una capa de material absorbente que a su vez está adherido a una placa metálica circular que emula un pistón rígido. Este dato de la velocidad es necesario para predecir su impedancia de transferencia. En la experiencia propuesta, la placa metálica vibra por la acción de un actuador ubicado en su centro transmitiendo su vibración a la lámina porosa. El experimento y la técnica implementada se apoyan en la hipótesis del desacoplamiento de la parte vibratoria y la acústica de un sistema placa-poroso para determinar la eficiencia de radiación., In this paper, the technique Near-field Acoustic Holography (NAH) is applied to determine the surface vibration velocity of a layer of porous material attached to a circular metal plate that emulates a rigid piston. The velocity data is necessary to calculate the transfer impedance of the absorber material. In the proposed experience, the metallic plate vibrates by the action of an actuator located in its center transmitting the vibration of the plate to the porous layer. The experiment and the technique implemented are based on the assumption of decoupling vibrational and acoustic behavior of the plate-porous structure to determine the radiation efficiency.

Con el objetivo de facilitar el aprendizaje del alumnado en el área de ingeniería acústica, se vienen desarrollando diferentes aplicaciones para el estudio de sistemas acústicos con la herramienta MATLAB© que se utilizan con relativo éxito. Dichos sistemas se pueden agrupar en diferentes ámbitos presentes en los planes de estudio de diferentes titulaciones: diseño de sistemas radiantes en baja frecuencia, materiales acústicos, transductores ultrasónicos…. En este trabajo se muestra el proceso llevado a cabo para implementar alguna de estas herramientas. Además, se describe el procedimiento que se sigue a la hora de presentarlas al alumnado con el objetivo de que el proceso de aprendizaje sea eficaz y se proponen algunas actividades basadas en la utilización de las citadas herramientas. Aunque las aplicaciones objeto de este trabajo se han concebido especialmente para su utilización en las clases de prácticas pueden ser utilizadas con provecho en actividades no presenciales propuestas por el profesorado.

El estudio de la propagación de una perturbación en un medio elástico es un contenido de relevancia en una carrera técnica. En los laboratorios docentes no es fácil llevar a cabo experimentos en los que el alumnado visualice fácilmente la dinámica de vibraciones. Además, la ejecución de prácticas demostrativas de análisis modal exige la utilización de configuraciones en las que son necesarios dispositivos excitadores como los Shaker o los martillos de impacto. En este trabajo se presenta una metodología experimental basada en la utilización de señales pseudoaleatorias tipo MLS (Maximum Length Sequence) y actuadores de tipo electrodinámico, de fácil acceso al profesorado, en aplicaciones para el estudio de la dinámica de vibraciones y que ha sido ensayada con éxito en diferentes titulaciones. La base experimental sobre la que se proponen las aplicaciones consiste en barras y estructuras tipo “L” construidas a partir de piedra arenisca tipo Bateig.

The present paper addresses the analysis of structural vibration transmission in the presence of structural joints. The problem is tackled from a numerical point of view, analyzing some scenarios by using finite element models. The numerical results obtained making use of this process are then compared with those evaluated using the EN 12354 standard vibration reduction index concept. It is shown that, even for the simplest cases, the behavior of a structural joint is complex and evidences the frequency dependence. Comparison with results obtained by empirical formulas reveals that those of the standards cannot accurately reproduce the expected behavior, and thus indicate that alternative complementary calculation procedures are required. A simple methodology to estimate the difference between numerical and standard predictions is here proposed allowing the calculation of an adaptation term that makes both approaches converge. This term was found to be solution-dependent, and thus should be evaluated for each structure.

The present paper addresses the analysis of structural vibration transmission in the presence of structural joints. The problem is tackled from a numerical point of view, analyzing some scenarios by using finite element models. The numerical results obtained making use of this process are then compared with those evaluated using the EN 12354 standard vibration reduction index concept. It is shown that, even for the simplest cases, the behavior of a structural joint is complex and evidences the frequency dependence. Comparison with results obtained by empirical formulas reveals that those of the standards cannot accurately reproduce the expected behavior, and thus indicate that alternative complementary calculation procedures are required. A simple methodology to estimate the difference between numerical and standard predictions is here proposed allowing the calculation of an adaptation term that makes both approaches converge. This term was found to be solution-dependent, and thus should be evaluated for each structure.