• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
16 апреля, 09:49
ПНИПУ
4 164

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
25 августа, 07:38
Адель Романова

В поиске сигналов от внеземных цивилизаций ученые решили сосредоточиться не на целенаправленных посланиях человечеству, а на случайных «утечках информации» из межпланетного пространства гипотетической обитаемой системы. По расчетам, в определенные моменты до нас могут доходить сигналы внеземной космической связи. Кстати, благодаря «общению» Земли с марсианскими и другими зондами мы тоже постоянно невольно сообщаем о себе в глубокий космос.

25 августа, 09:35
Любовь С.

Модель, представленная учеными из коллаборации DESI и Мичиганского университета (США), может перевернуть представления о происхождении темной энергии. Авторы нового исследования полагают, что черные дыры, поглощая вещество, постепенно преобразовывают его в энергию, гипотетически ответственную за расширение Вселенной.

25 августа, 08:19
Адель Романова

Глава Российской академии наук Геннадий Красников рассказал в недавнем интервью о том, для чего мышам летать над полюсами Земли, в чем преимущества новой космической станции по сравнению с МКС, что предстоит проделать на Луне в ближайшее десятилетие и чем ученых продолжает интриговать Венера.

22 августа, 10:48
ПНИПУ

К 2025 году около 30 стран приняли программы по развитию водородной энергетики, а совокупный объем инвестиций в эту область превысил 150 миллиардов долларов. Эксперты полагают, что замена дизельных авто на водородные снизит выбросы на 80-90%, а водородные самолеты способны уменьшить углеродный след на 50-75%. Но при использовании водорода в двигателях внутреннего или внешнего сгорания, происходит взаимодействие с металлом, что наиболее опасно при высоких температурах. Это может вызвать их разрушение, в результате чего возникает риск пожара или взрыва с тяжелыми последствиями для пассажиров. Ученые Пермского Политеха впервые выяснили, как водород влияет на металлы в условиях экстремальных температур (800 градусов и выше), в которых работают двигатели самолетов и машин. Это продвинет авиационную, машиностроительную и нефтегазовую отрасли в безопасном использовании водорода в качестве источника энергии.

22 августа, 14:45
Игорь Байдов

Ученые обнаружили косвенные доказательства существования мира размером с Землю за орбитой Нептуна. Эта гипотетическая планета отличается от предполагаемой Девятой планеты не только размером, но и гравитационным влиянием на другие объекты.

22 августа, 13:09
Юлия Трепалина

Большие кошки (Pantherinae) обычно охотятся на животных своего или меньшего размера. У снежных барсов, как выяснилось, другие предпочтения. Новое исследование показало, что ирбисы чаще нападают на взрослых горных козлов, которые как минимум вдвое превосходят хищников в весе. Ученые объяснили, с чем может быть связан такой выбор добычи.

6 августа, 20:59
Татьяна Пичугина

Примерно 12 800 лет назад в Северном полушарии началось резкое изменение климата, которое сопровождалось вымиранием мегафауны и угасанием культуры Кловис. Такое могло произойти, например, из-за прорыва пресных вод в Атлантику или мощного вулканического извержения. Несколько лет назад ученые обнаружили места на суше с повышенным содержанием элементов платиновой группы, прослоями угля, микрочастицами расплава. По их мнению, это может быть признаком пребывания Земли в потоке обломков кометы или астероида. В новой работе впервые представлены доказательства кометного события в позднем дриасе из морских осадочных толщ.

30 июля, 08:08
Редакция Naked Science

Возраст находок — около 5500 лет, они лежат во множестве круглых ям, чьи стены укреплены кирпичом. Среди обнаруженных орудий из кремня есть и сотни неиспользованных, которые могут быть ритуальным подношением богам.

31 июля, 08:28
Полина Меньшова

Гостингом (от английского «призрак») называют ситуацию, когда человек прекращает общение или отношения, «пропадая с радаров» без объяснения причин. Исследователи из США сымитировали такое поведение, а затем проанализировали реакцию людей на него.

[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
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