Düzlemsel yüzeylerden titreşim ile oluşan ses alanı karakteristiklerinin ses şiddeti ölçüm yöntemi ile belirlenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 1998

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MEHMET AKİF GÖKSU

Danışman: ERDAL EMEL

Özet:

Düzlemsel plakalardan titreşim yolu ile yayılan gürültüyü kaynağında kontrol altına alarak seviyesini düşürmek veya yok etmek gürültü ve titreşim alanında karşılaşılan önemli problemlerden biridir. Titreşen levhadan yayılan ses gücü levhanın uzak alanında yapılacak ses şiddeti ölçümü ile belirlenebilir. Eğer amaç levhanın titreşim karakteristiklerini ve yayınım yapan bölgelerini belirlemek ise bu durumda levhanın yakın alanında şiddet ölçümleri yapılmalıdır. Ancak ölçüm yapılacak yakın alan mesafesi özellikle frekansa bağlı olarak değişkenlik göstermektedir. Levhadan fâzla uzakta yapılan ölçümlerde levhanın ses yayan veya yutan bölgeleri belirlenemediği gibi eğer levhaya çok yakın ölçümler yapılırsa bu durumda da yanlış sonuçlar elde edilmektedir. Bu çalışmada kalınlığı diğer boyutları yanında ihmal edilebilecek dikdörtgensel çelik bir levha test elemanı olarak ele alınmış ve titreşime zorlanan levhaya ait yukarıda belirtilen özellikler yakın alanda ses şiddeti ölçülerek bulunmuştur. İlk olarak bu elemana Modal analiz uygulanmış, yani serbest sınır şartlarında bir exciter ile zorlanmış ve karşılık gelen yerdeğiştirmeler ivmeölçerler kullanılarak elde edilmiştir. Yapılan deney şartlarının tam anlamı ile birbirlerini desteklemesi için aynı plaka sonlu elemanlar ve sınır elemanlar yöntemi ile analiz yapan bir yazılımda da modellennüş ve modal analiz yapılmıştır. Son olarak kurulan teorik modelden de plakaya ait modal değişkenler elde edilmiştir. Üç sonucunda birbirini desteklemesi deneysel çalışmada şartların tam olarak sağlandığı ve ileri aşamadaki deneylerin yapılabileceğini göstermiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında daha önce modal analiz sonucunda belirlenen doğal frekanslarda zorlanan plaka üzerinde üç değişik yükseklikte ses basıncı ölçümleri yapılmıştır. Burada elde edilen sonuçlar hem sonlu elemanlar yöntemi ile hem de teorik model sonucu ile tekrarlanmıştır. Basınç ölçümleri yapılırken izlenen yöntem modal analizdeki yöntemin benzeridir. Plaka belirlenen noktadan doğal frekanslarında zorlanmış ve bu kez ivme ölçerler yerine mikrofon kullanılarak basınç değerleri elde edilmiştir. Basınç ölçümlerinin de ele alınmasının sebebi bir sonraki aşamada yapılacak ses şiddeti ölçümleri ile karşılaştırma işlemini yapabilmektir. Son aşama da ses şiddeti ölçüm probu kullanılarak diğer iki aşama da olduğu gibi doğal frekansların da zorlanan plaka üzerinde üç değişik mesafede ölçümler yapılmıştır. Elde edilen ses basınç ölçümleri frekansa bağlı olarak değişen yüksekliklerde değerini koruyarak ilgili frekansa karşılık gelen mod şeklini bize vermektedir. Ancak eğer amaç plakanın yayınım yapan bölgelerini belirlemek ise elde edilen ses basınç değerleri yetersizdir. Bu durumda değişik üç yükseklik de elde edilen aktif şiddet haritaları negatif ve pozitif şiddet değerleri ile plakanın yayınım yapan veya bir yutucu gibi davranan bölgelerini belirler. Ancak bu yaklaşım genel olarak plaka boyutlarına ve rezonans frekansına bağlı olarak değişkenlik gösteren ve yakın alan olarak isimlendirilen bölgede doğru sonuçlar verirken belirtilen değişkenlere bağlı olarak belirlenen uzak alana çıktığımızda negatif şiddet değerlerinin pozitife dönüşmesi nedeni ile sonuçsuz kalır. Yakın alan uzak alan ayrımı verilen hem deneysel hem de teorik model sonuçları ile anlatılmıştır.