Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Tesis:
DISEÑO Y MODELIZACIÓN CON ELEMENTOS FINITOS BEM/FEM DE ACOPLADORES ACÚSTICOS NORMALIZADOS. MEJORA EN LA CALIBRACIÓN DE AUDIÓMETROS.
Año:2008
Áreas de investigación
  • Electrónica
Datos
Descripción
Para establecer un modelo mecánico fiable y realista del oído artificial IEC60318, usado en la calibración de audiómetros, es necesario saber exactamente el comportamiento de su impedancia acústica en función de las formas geométricas de los elementos que lo componen, así como conocer las dimensiones clave de estos elementos y sus tolerancias. El modelado tradicional LMP ”Lumped Parameter Model” presenta algunas limitaciones en sí mismo, con la frecuencia y dimensiones físicas del dispositivo y puede no ser válido para frecuencias medias y altas en donde la longitud de onda acústica se acerca a las dimensiones del mismo. Además, cuando el sonido se propaga con estructuras tales como tubos estrechos, aperturas anulares o en cavidades pequeñas o en formas esquinadas, las pérdidas llegan a ser grandes debido a que aparecen efectos visco-térmicos. Todos estos efectos no se pueden modelar por medio de la aproximación que supone el modelo LPM, por tanto, es necesario proponer nuevos modelos, más complejos y exactos que tengan en cuenta estos efectos visco-térmicos. Ambas clases de pérdidas pueden ser simuladas por medio de la herramienta comercial software LMS Virtual Lab que permite realizar análisis de elementos finitos sobre el acoplador completo. En esta tesis doctoral se propone el modelado con elementos finitos sobre acopladores acústicos ya que este modelo puede proporcionar una información mucho más detallada sobre los fenómenos físicos que se producen en el interior de los acopladores artificiales; permitiendo simular pérdidas visco-térmicas, facilitar la obtención de las dimensiones mecánicas clave del acoplador y obteniendo, además, no solamente la impedancia acústica definida en el estándar del IEC, sino incluso un mapa de la distribución tridimensional de la presión en cualquier localización del oído artificial que puede ayudar a entender que está sucediendo realmente dentro de los acopladores antes de su fabricación en etapas muy tempranas del diseño. Después de comparar el modelo de la simulación con los datos de la normativa estándar del IEC y con datos de medidas reales sobre este tipo de dispositivos se puede concluir que gracias al modelo tridimensional planteado la impedancia acústica y su relación con las geometrías y dimensiones mecánicas en esta clase de acopladores es conocida y realista, y el modelo de elementos finitos podría ayudar a detectar de forma anticipada posibles errores de diseño que son realmente difíciles de aislar en el complejo procedimiento de medida que existe para esta clase de elementos de calibración.
Internacional
No
ISBN
Tipo de Tesis
Doctoral
Calificación
Sobresaliente cum laude
Fecha
28/11/2008
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Autor: AGUSTÍN BRAVO (Colaborador)
  • Director: Mariano Ruiz Gonzalez (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Grupo de Investigación: Investigación en Instrumentación y Acústica Aplicada (I2A2)
  • Departamento: Sistemas Electrónicos y de Control
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