Broadband ventilated acoustic metamaterial design with coupled space-coiled resonators
Uzayda kıvrılmış bağlaşık rezonatörlerle geniş bantlı havalandırmalı akustik metamalzeme tasarımı
- Tez No: 817950
- Danışmanlar: PROF. DR. ÇETİN YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Bu tezde, uzayda kıvrılmış bağlaşık rezonatörlerle geniş bantlı havalandırmalı akustik metamalzeme tasarımı incelenmiştir. Temel amaç geniş bir frekans aralığında yüksek düzeyde ses azalması sağlayan ve hava akışı sırasında minimum hava basıncı kaybı ile sonuçlanan akustik metamalzeme tasarımları belirlemektir. Rezonatörlerin sayısı ve boyutları bu amaç için optimize edilmiştir. İkiden fazla rezonatörü (kanalı) birleştirmek için tek rezonatörlü tasarımın analitik modeli transfer matris yöntemi kullanılarak oluşturulmuştur. Akabinde doğrulama için iletim kaybı özellikleri sonlu elemanlar modeli ile karşılaştırılır. Bir rezonatör için doğrulamadan sonra, transfer matrislerinin paralel bağlanması kullanılarak iki rezonatörlü tasarımın analitik modeli elde edilmiştir. Transfer matrislerinin paralel bağlantısına yönelik türetme yapıldıktan sonra, ikiden fazla rezonatöre sahip tasarımın analitik modeli için yeni bir yöntem önerilmiştir. Bu yöntem kullanılarak, belirli bir iletim kaybı kısıtlaması için en geniş frekans aralığında ses yalıtımı gerçekleştirmek amacıyla bağlaşık rezonatörlerin sayısı ve/veya boyutları değiştirilerek eniyileme yapılmıştır. Rezonatörlerin uygun sayısı ve boyutları belirlendikten sonra, önerilen tasarımın sonlu eleman modeli oluşturulmuştur. Genetik algoritma kullanılarak, sonlu elemanlar modelindeki uzunlukları belirlemek için analitik rezonatör uzunlukları güncellenmiştir. Yalıtım aralığının hedef iletim kaybı ve kanal boyutlarına bağlılığını göstermek için parametrik çalışmalar yapılmıştır. 10 dB gibi düşük iletim kaybı hedefleri için, iki kanallı tasarımın hem geniş yalıtım aralığı hem de düşük basınç kaybı sağlayabildiği gösterilmiştir. Öte yandan, 50 dB veya 60 dB gibi yüksek iletim kaybı hedefleri için üç veya dört kanallı tasarım iki kanallı tasarımdan daha geniş yalıtım aralığı ve daha düşük basınç kaybı sağlayabilmektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, broadband ventilated acoustic metamaterial design with coupled space-coiled resonators is studied. The main aim is to determine acoustic metamaterial designs, which provide high level of sound attenuation in a wide frequency range and results in minimum air pressure loss during airflow. The number and dimensions of the resonators are optimized for this aim. In order to accomplish coupling with more than two resonators, i.e., channels, an analytical model of the design having one resonator is obtained by using the transfer matrix method. Consequently, transmission loss characteristics are compared with the finite element model for verification. After verification for one resonator, the analytical model of the design having two resonators is obtained by using parallel connection of transfer matrices. Once the derivation regarding parallel connection of transfer matrices is done, a new methodology for the analytical model of the design having more than two resonators is proposed. By using this methodology, optimization is conducted by changing the number and/or the dimensions of the coupled resonators to accomplish sound isolation in the widest frequency range for a given transmission loss constraint. After determining the proper number and dimensions of the resonators, the finite element model of the proposed design is constructed. By using genetic algorithm, the analytical resonator lengths are updated to determine the lengths in the finite element model. Parametric studies are conducted to show the dependence of isolation bandwidth on target transmission loss and channel dimensions. It is shown that for low transmission loss targets such as 10 dB, a two channel design can provide both large isolation bandwidth and low pressure loss. On the other hand, for high transmission loss targets such as 50 dB or 60 dB, a three or four channel design can provide both wider isolation bandwidth and lower pressure loss than a two channel design.
Benzer Tezler
- Harmonic analysis of dimmable power leds for street lighting
Yol aydınlatmasında ayarlanabılır güç ledlerinin harmonik analizi
HAZEM JOUDA
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA BAYSAL
- Crust and upper-mantle imaging by using P and S receiver functions in different tectonic regimes
Farklı tektonik rejimlerde kabuk ve üst-manto yapılarının P ve S alıcı fonksiyon yöntemi ile görüntülenmesi
METİN KAHRAMAN
Doktora
İngilizce
2016
Jeofizik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİYAZİ TÜRKELLİ
- Circularly polarized array antenna design with emphasis to enhance the antenna performance for C-band applications
C-bandı uygulamaları için anten performasını geliştiren dairesel polarizasyonlu dizi anten tasarımı
SAEİD KARAMZADEH
Doktora
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KARTAL
- Geniş bantlı ve düşük frekanslı mekanik titreşimler için esnek piezoelektrik enerji hasadı sistemi tasarımı ve üretimi
Design and fabrication of a flexible piezoelectric energy harvesting system for broadband and low-frequency mechanical vibrations
HASAN GÖKSENİN ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BİLSAY SÜMER
- Epoksilenmiş soya yağı ile karboksillenmiş poli(etilen glikol) polimerinin katılma tepkimesi ile çapraz bağlı polimerlerin hazırlanması
Preparation of crosslinked polymers by the addition reactions of epoxydized soybean oil with carboxylated poly(ethylene glycol) polymers
KAAN KOYUNCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CENGİZ UZUN