پیش بینی نویز ضربه ای در طبقات مختلف ساختمان

در این پژوهش، یک مدل پیش بینی نویز ضربه ای در طبقات ساختمانی بر مبنای روش المان محدود ارائه شده است. مدل های پیش بینی که به مرور جایگزین روش های پرهزینه تجربی خواهند شد، از سه بخش تحریک، سیستم و پاسخ تشکیل می شوند. منبع تحریک، ماشین ضربه زن استاندارد ایزو است. در این تحقیق، روش های مختلف محاسبه نیروی وارد از طرف ماشین ضربه زن به طبقه ساختمانی بررسی شده و از میان این روش ها، یک روش مناسب برای محاسبه نیروی وارد به طبقه ساختمانی سبک وزن مورد بررسی در این رساله، انتخاب شده است. در روش انتخاب شده، نیرو با استفاده از موبیلیتی نقطه تحریک به دست می آید. نیروی به دست آمده در حوزه زمان را می توان با استفاده از تبدیل فوریه به حوزه فرکانس انتقال داد. در این مدل پیش بینی، سیستم، طبقه ساختمانی و هوای درون اتاق ها و مرزهای اتاق است که با استفاده از المان های سازه ای و آکوستیکی نرم افزار انسیس شبیه سازی شده است. در مدل سازی سیستم، سعی بر آن بوده که تا حد امکان از خصوصیات مکانیکی و ابعاد هندسی یک نمونه تست واقعی استفاده شود. با مشخص شدن تحریک و سیستم، بخش سوم یک مدل پیش بینی یعنی پاسخ سیستم به منبع تحریک باید مشخص شود. پاسخ مورد نظر در این تحقیق، سطح فشار صوتی متوسط درون اتاق تست، پس از اعمال ضربه به طبقه ساختمانی است. برای رسیدن به این پاسخ از آنالیزهای هارمونیک و گذرا استفاده شده است. از مقادیر حوزه فرکانس و زمان نیروی به دست آمده از مرحله قبل، به ترتیب به عنوان منبع تحریک در آنالیز هارمونیک و گذرا استفاده می شود. با توجه به حجم بالای محاسبات در این شبیه سازی ها، یک الگوریتم بهینه برای آنالیز مساله ارائه شده است. برای رسیدن به پاسخ مورد نظر، سطح فشار صوتی درون اتاق در هر کدام از آنالیزهای هارمونیک و گذرا به دو روش مختلف محاسبه شده است. در روش اول، از توان تابیده شده به اتاق گیرنده نویز و در روش دوم از متوسط زمانی و مکانی فشار در نقاط مختلف درون اتاق برای رسیدن به پاسخ مورد نظر استفاده شده است. نتایج دو روش با هم مقایسه شده و اختلاف پاسخ آنها توجیه شده است. برای تایید صحت شبیه سازی، باید نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج یک آزمایش واقعی مقایسه شود. برای این منظور از نتایج یک نمونه آزمایشی واقعی در آزمایشگاهی در کشور سوئد استفاده شده است. پس از مقایسه نتایج به دست آمده از شبیه سازی در نرم افزار با نتایج واقعی مشاهده می شود، در بخش بزرگی از بازه فرکانسی مورد بررسی، انطباق مناسبی بین این نتایج برقرار است و خطای محاسبات در این بازه کمتر از سه درصد است. در بازه های فرکانسی که نتایج شبیه سازی با نتایج نمونه واقعی سازگاری ندارد، دلایل عدم انطباق بررسی و تحلیل شده است.