شناسايي محل تحريك و مسيرهاي جريان انرژي در يك صفحه نازك مرتعش از طريق اندازه گيري هاي صوتي

Identifying the vibration excitation location and energy stream-lines in a thin vibrating plate by using acoustical measurements

صوتيك موج فشاري است كه در يك محيط الاستيك يا تراكم پذير منتشر مي شود. اين موج فشاري مي تواند توسط ارتعاشات يك سازه الاستيك كه در تماس با محيط است، ايجاد شده باشد. در نتيجه مي توان از موج منتشر شده براي گردآوري داده هاي مفيدي از خصوصيات هندسي و فيزيكي منبع صوتي استفاده نمود. در اين مقاله يك ورق مستطيلي با شرايط مرزي ساده درنظر گرفته شده است كه با استفاده از يك نيروي هارمونيك تحريك مي شود و همچنين به يك دمپر ويسكوز متصل است. معادلات حاكم بر ارتعاش صفحه با استفاده از روش لاگرانژ استخراج گرديده است. سپس با استفاده از روش انتگرال گيري هلمهولتز و تبديل فوريه به حل معادلات ديناميكي سيستم پرداخته و فشار آكوستيك در ميدان هاي دور و نزديك حول صفحه به دست آمده است. در ادامه با فرض ناشناخته بودن محل دمپر و محل اعمال نيروي خروجي، به روش معكوس، از فشار آكوستيكي ثبت شده توسط يك دسته ميكروفون براي شناسايي محل تحريك ورق، محل دمپر و مسيرهاي انتشار انرژي استفاده شده است .شبيه سازي هاي انجام شده كارايي روش پيشنهادي را نشان مي دهند. داده هاي به دست آمده مي-توانند براي پيشنهاد مكانيزم هاي مناسبي جهت جذب و ميرانمودن انرژي ارتعاشي مورد استفاده قرار گيرند.

Sound is a wave pressure which propagates through an elastic or compressible medium. The pressure wave may be produced by vibrations of an elastic structure which is in contact with the medium. Therefore, the propagated wave may be used to collect some useful data about the geometrical and the physical characteristics of the sound source.In this study, a simply-supported rectangular plate stimulated by a harmonic force and attached to a viscous damper in specific locations, is considered. The governing equations of the plate are derived using Lagrange method. Then, these equations are solved employing Helmholtz-Kirchoff integral and Fourier transforms to measure near filed and far-field scattered acoustic pressure. In the sequel, assuming the location of the damper and the applied force to be unknown, the sound recorded by a microphone array is used to identify the force and the damper locations and also to find vibration stream lines, in a reverse manner. Numerical simulations confirm the applicability of the proposed method. The obtained data may be used to suggest proper mechanisms for absorption and damping of the vibration energy.