• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
16 апреля, 09:49
ПНИПУ
4,2 тыс

Разработана отечественная программа для тестирования звукоизоляционных материалов

❋ 4.4

В авиации, машиностроении, энергетике и других отраслях активно применяются звукопоглощающие конструкции, например, в энергетических установках, авиационных двигателях, автомобилях. Для создания новых изделий, не пропускающих акустические волны, требуется изучить способности таких материалов задерживать звук. Это возможно с помощью специального устройства с микрофонами — акустического интерферометра. Он записывает, как разные материалы поглощают акустические сигналы. Чтобы расшифровать полученные данные, раньше использовали специальную программную лицензию, которую теперь нельзя купить в России. Ученые Пермского Политеха разработали новую программу на Python, которая позволяет анализировать эти записи на обычном компьютере.

Разработана отечественная программа для тестирования звукоизоляционных материалов – иллюстрация к материалу на Naked Science
Авиационный двигатель / © Steff, ru.wikipedia.org

На изобретение выдано свидетельство. Исследование проведено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Акустический интерферометр — это прибор, который позволяет точно выяснить, насколько эффективно тот или иной материал гасит шум. Устройство состоит из металлической трубы, динамика и микрофонов. В трубу кладут исследуемый материал, динамик внутри создает звуковые волны разной частоты. Звук доходит до образца, частично гасится и отражается от него, все это фиксируют микрофоны и передают на компьютер. Программа обрабатывает показатели и рассчитывает, исходя из результатов, насколько хорошо материал гасит звуки от нуля (нет поглощения) до единицы (все поглощено).

Прежде всего такие интерферометры применяют в авиации для тестирования звукопоглощающих панелей двигателей, в строительстве для оценки звукоизоляции материалов, а в медицине похожие устройства служат для анализа акустических свойств биологических тканей (например, диагностики состояния костей). В научных исследованиях по качеству звука можно определить плотность и вязкость материала, поэтому с его помощью реально проверить, не испортилось ли ракетное топливо, нет ли примесей в авиационном керосине, определить уровень загрязнений в воде и воздухе (по изменению скорости звука), как меняются свойства смазочных материалов при разных температурах, обнаружить дефекты в композитах для самолетов и так далее.

Полученные с интерферометра данные невозможно понять без специальной программы, которая обработает их и расшифрует. Раньше для этого использовали программу компании Bruel & Kjaer с лицензией «Pulse» или аналоги, например от компании «BSWA» (Китай). Проблема в том, что ни то, ни другое сейчас невозможно приобрести в России, а без расшифровки результаты исследований неприменимы и бесполезны.

Ученые Пермского Политеха создали программный модуль на доступном языке Python, выполняющий те же функции, как и у аналогов. Его можно использовать на любом компьютере, что особенно полезно студентам, инженерам и ученым, внедряющим новые виды звукопоглощающих материалов.

– Наш программный модуль-обработчик функционирует также, как иностранные, но доступен на любом компьютере версии Windows 10+ и без дорогой лицензии. Он преобразует сложные сигналы с микрофонов, полученные при измерении на акустическом интерферометре в наглядные графики, и показывает акустические свойства исследуемых объектов. Программа уже используется в учебном курсе для студентов «Задачи экспериментальной акустики». Чтобы проверить, насколько результаты расчетов с новым программным кодом соответствуют базовым программам, мы сравнили их между собой.

Акустические характеристики, получаемые на старой программе (импортной базовой) для образцов звукопоглощающих конструкций сравнивались с постобработкой на авторском программном модуле Python. Графики полностью совпадают, так как за основу кода взят метод, используемый в программе от компании Bruel & Kjaer. Это подтверждает, что новый код не уступает старому и может успешно применяться в исследованиях, – комментирует Олег Кустов, доцент кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», ведущий сотрудник Лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ЦАИ ПНИПУ.

Разработка ученых Пермского Политеха служит новым отечественным аналогом иностранных дорогих программ, которые расшифровывают данные акустических интерферометров. За счет своей доступности она применима на любом производстве, где требуется изучение звукопоглощения материалов – в авиационной, космической, военной, оборонной промышленности, автомобилестроении, металлургии, энергетике, медицине и фармацевтике.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
27 ноября, 20:20
Максим Абдулаев

Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.

27 ноября, 11:05
Игорь Байдов

Долгое время ученые полагали, что сотни гигантских статуй на острове Пасхи создали представители местной общины под руководством одного вождя. Однако авторы нового исследования поставили эту гипотезу под сомнение. Детальная трехмерная карта главного каменного карьера острова указала на более сложную картину. Вероятно, монументы были плодом творчества и соперничества небольших независимых групп.

26 ноября, 12:39
Игорь Байдов

Что стало настоящим фундаментом власти — умение обрабатывать землю или контроль над некоторыми культурными растениями? Авторы нового исследования пришли к выводу, что появление первых крупных сообществ и государств зависело не от земледелия в целом, а от выращивания определенных злаков. Эти культуры было легко хранить и, еще важнее, невероятно просто облагать налогом, что и дало толчок появлению цивилизации.

27 ноября, 20:20
Максим Абдулаев

Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.

21 ноября, 10:02
ПНИПУ

Так называемые зумеры и альфа, несмотря на молодой возраст, уже формируют ключевые поведенческие и потребительские тренды. Ученые Пермского Политеха рассказали, почему обозначение поколений начали с конца алфавита, как альфа и зумеры отличаются в способности к терпеливости, совмещении цифрового и реального «Я», подходу к профессиональной деятельности и отношении к финансам, какое мышление пришло на смену клиповому и как использование искусственного интеллекта повлияет на авторитет родителей.

26 ноября, 16:18
ФизТех

Коллектив российских ученых из МИРЭА — Российского технологического университета, Центра фотоники двумерных материалов МФТИ, Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН и ряда других ведущих научных центров провел глубокое исследование кристаллической структуры широко используемых пьезоэлектрических материалов на основе цирконата-титаната свинца. Используя метод рентгеноструктурного анализа, исследователи впервые смогли в деталях установить, как небольшие химические добавки кардинально меняют фазовый состав керамики и напрямую определяют ее электрофизические характеристики. Это открывает путь к целенаправленному дизайну «умных» материалов с заранее заданными свойствами для передовой электроники и сенсорики.

20 ноября, 13:12
Полина Меньшова

Человеческие языки разнообразны, но это разнообразие ограничивается повторяющимися закономерностями. Пытаясь описать правила, которым подчиняются различия в грамматике, лингвисты сформулировали ряд так называемых грамматических универсалий — утверждений, предположительно верных для всех или большинства языков мира. Международная команда ученых провела статистический анализ на материале 2430 языков и обнаружила, что соответствующими действительности можно считать около трети таких утверждений.

8 ноября, 18:29
Адель Романова

По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.

12 ноября, 10:47
Максим Абдулаев

Ученые открыли новый, ранее неизвестный способ передвижения бактерий по поверхностям, для которого не нужны жгутики. Эти микроорганизмы на краю колонии переваривают сахара, выделяют метаболиты и создают осмотическое давление. Оно вызывает микроскопическое «цунами», и на нем бактерии катятся вперед.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно