Lokaliseren van geluidsbronnen

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Lokaliseren van geluidsbronnen"

Francisca de Boer
7 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Lokaliseren van geluidsbronnen Pieter Sijtsma Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium National Aerospace Laboratory NLR

2 Ellips (1) 2 brandpunten (A,B) Lengte APB altijd gelijk Hoek van inval (i) = hoek van reflectie (r) A B r i P 2

3 Ellips (2) Geluidsbron in A: Al het uitgestraalde geluid komt terecht in B Al het uitgestraalde geluid komt tegelijk aan A Geluidsbron niet in A: Geluid komt nooit in B B 3

4 Ellips: toepassingen (1) Niersteenvergruizer knal Bad niersteen 4

5 Ellips: toepassingen (2) Capitool (Washington) Statuary hall Elliptisch plafond 5

6 Ellips: akoestische metingen geluidsbron microfoon 6

7 Ellips: lokaliseren van geluidsbronnen scannen d.m.v. traverseren scannen d.m.v. traverseren 7

8 Metingen met elliptische spiegel (1) 8

9 Metingen met elliptische spiegel (2) A320 vleugel 9

10 DNW-Large Low-speed facility (1) 10

11 DNW-Large Low-speed facility (2) 11

12 Introductie microfoon array geluidsbron microfoon Elliptische spiegel microfoons Microfoon array 12

13 Microfoon array = synthetische telescoop Signaal mixer vertraging vertraging vertraging vertraging vertraging vertraging vertraging vertraging vertraging 13

14 Equivalent cirkelboog 14

15 Vlak array 15

16 Voorbeelden 16

17 Verschuiven scanpunt (brandpunt) 17

18 Verschuiven focus (brandpunt) 18

19 Voorbeeld: Airbus A340 landingsgestel Fly-over view array (128 mics) Side-view array (96 mics) 19

20 Elliptische spiegel vs microfoon array Voordelen microfoon array Fysiek scannen niet nodig Kan na afloop d.m.v. software Enorme tijds- en kostenreductie bij windtunnelmetingen Meer flexibiliteit Nadelen microfoon array Spiegelvlak vervangen door eindig aantal microfoons Verlies aan ruimtelijke resolutie Nadelen kunnen worden opgevangen door Grote aantallen microfoons Slimme positionering microfoons Slimme algoritmes 20

21 Fourier transformatie tijddata Fourier componenten (tonen)

22 Vaste geluidsfrequentie (toon) Gemeten signalen Gemiddelde 22

23 Vaste geluidsfrequentie (toon) Gecorrigeerde signalen Gemiddelde 23

24 Bron niet in focus Gecorrigeerde signalen ( π ( + )) ( π ( + )) ( π ( + )) ( π ( + )) ( π ( + )) ( π ( + )) ( π ( + )) ( π ( + )) π ( + ) sin 2 f t t 1 sin 2 f t t 2 sin 2 f t t 3 sin 2 f t t 4 sin 2 f t t 5 sin 2 f t t 6 sin 2 f t t 7 sin 2 f t t 8 ( ) sin 2 f t t n= 1 sin 2 ( π f ( t + tn )) Gemiddelde 24

25 Array output (1) 1 N 1 N N n= 1 N n= 1 sin 2 ( π f ( t tn )) + = { sin ( 2π f t) cos( 2π f tn ) cos( 2π f t) sin ( 2π f tn )} + = N N 1 sin ( 2 π f t) cos ( 2 π f tn ) + cos ( 2 π f t) sin ( 2 π f tn ) = N n= 1 n= 1 1 { Asin ( 2π f t) + B cos( 2π f t) } = N A B A + B sin ( 2π f t) + cos( 2π f t) = N A + B A + B A + B { cos( θ ) sin ( 2π f t) + sin ( θ ) cos( 2π f t) } N A + B sin ( 2π f t + θ ) N 25

26 Array output (2) N 2 N C = A + B = cos ( 2π f tn ) sin ( 2π f tn ) N N + n= 1 n= 1 altijd geldt: C 1 als t = 0 dan: C = 1 n als t klein is (kleine mismatch) dan: C bijna 1 n hoe groter N, hoe kleiner C (tenzij t = 0) n 26

27 Voorbeeld met random array y 2 Array van 50 microfoons in een schijf met R= 2 m, in het vlak z = x -1 Bron in (0,0,6) f= 2000 Hz -2 27

28 Voorbeeld met random array Akoestische scan in vlak (x,y,6) hoofdlob zijlob zijlob-niveau 8.5 db ; C

29 Verbeteren van array configuratie (1)

30 Verbeteren van array configuratie (2) zijlob-niveau 8.5 db ; C 0.37 zijlob-niveau 12.5 db ; C

31 Array configuraties bij DNW Microfoons op concentrische cirkels Aantal microfoons: Hogere dichtheid in het midden Geschikt voor groot frequentiebereik Zijlobniveau: -13 db 31

32 Andere toepassingen 32

33 Arrays in gesloten meetplaats (1) Arrays op de vloer 33

34 Arrays in gesloten meetplaats (2) Vleugelklep met en zonder eindplaatje zonder eindplaatje Fokker 100 halfmodel met eindplaatje 34

35 Arrays in gesloten meetplaats (3) Plafond array 1m 2 wand-arrays Zijwand array 35

36 Bewegende bronnen (1) wind turbine model in DNW-LLF Akoestische scan in rotorvlak 36

37 Bewegende bronnen (2) gewoon beamforming Beamforming op bewegende bronnen 37

38 Bewegende bronnen (3) veld metingen array 38

39 Metingen op Schiphol (1) landende vliegtuigen array 39

40 Metingen op Schiphol (2) Array van 243 microfoons in houten platform van m 2 40

41 Metingen op Schiphol (3) Typisch resultaat: MD82 voorrandkleppen motoruitlaat landingsgestellen neuswiel motorinlaat klepzijrand 41

42 Metingen op Schiphol (4) Andere resultaten Fokker 100 Boeing 777 Airbus A340 42

43 Metingen in een vliegtuigmotor inlaat ring bypass ring 43

44 44

Vergelijkbare documenten

Geluid van windturbines

Geluid van windturbines Stefan Oerlemans Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium NLR ODE Windsectie bijeenkomst, 28 november 2009, Utrecht Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium National Aerospace