• 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
16 июля, 16:10
Александр Березин

Антропологи попробовали выяснить, насколько пиво и вина связаны со становлением цивилизации. По их мнению, влияние скорее положительное, однако некоторые тезисы в этой же научной работе ставят такую связь под сомнение.

17 июля, 08:26
Адель Романова

До сих пор считалось, что Земля расположена слишком далеко от «снеговой линии» в Солнечной системе, где вода могла стабильно сохраняться на этапе формирования планет в газопылевом диске. Отсюда предположение, что Мировой океан — результат прибытия множества ледяных небесных тел из дальних окраин системы. Теперь выясняется, что в этой массированной кометной бомбардировке не было необходимости.

15 июля, 12:45
ПНИПУ

В условиях отсутствия связи (шахты, горы, тайга) критически важна надежная передача данных. Ученые Пермского Политеха разработали цифровую радиостанцию, устойчивую к помехам и физическим препятствиям, включая бетонные стены. Устройство передает данные в двух сетях MANET одновременно, обеспечивая скорость до 300 кбит/с (низкоскоростной канал) и 54 Мбит/с (высокоскоростной). Рация работает как ретранслятор и узел сети, что делает ее незаменимой для спасателей, промышленности и туристов. Ключевые преимущества разработки: помехоустойчивость, дальность связи до 30 километров и работа при -25°C до +55 градусов Цельсия.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

11 июля, 17:47
Денис Яковлев

Международная команда ученых оценила связь между длительностью физической активности, ее интенсивностью, риском смерти от всех причин и вероятностью развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

15 июля, 11:00
НИУ ВШЭ

В Институте искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ предложили новый подход, основанный на современных методах машинного обучения, для определения генетического происхождения человека. Графовые нейросети позволяют с высокой точностью различать даже очень близкие популяции.

17 июня, 16:49
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

[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