Vibrace a hluk (FSI-9VAH)

Akademický rok 2023/2024
Garant: Ing. Pavel Švancara, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština či angličtina
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je praktická a teoretická analýza hlučnosti strojů, výpočtové modelování jejich systémů za účelem snížení jejich vibrací a vyzařované akustické energie. Seznámení se s moderními metodami pro analýzu a řešení redukce vibrací a hluku strojů a se specializovanými programovými systémy pro jejich řešení.
Výstupy studia a kompetence:
Provádět analýzu hlučnosti strojů, identifikovat zdroje vibrací a hluku, modelovat dynamické jevy v pracovních procesech strojů, realizovat aktivní i pasivní metody redukce vibrací a hluku. Analýzou hlučnosti strojů pak navrhnout příslušná konstrukční a další opatření taková, aby dynamické vlastnosti strojů byla ovlivněna žádaným směrem.
Prerekvizity:
Základy akustiky:
akustické vlnění, akustické veličiny (tlak, intenzita, výkon), spektra akustických signálů, experimentální analýza akustických veličin, akustická pole, spektrální a modální vlastnosti akustických kavit.
Matematika :
maticový počet, lineární algebra, diferenciální rovnice, základy metody konečných prvků.
Obsah předmětu (anotace):
Vibrace a hluk jsou průvodními jevy pracovních procesů všech strojních zařízení. Je zapotřebí analyzovat celý řetězec od zdrojů vibrací přes přenosové cesty struktury, zářiče hluku na povrchu strojů až po okolní akustické prostředí. Hlavní pozornost je zapotřebí věnovat aktivním metodám snižování vibrací a hluku.
Základní oblasti:
spektra vibro-akustických veličin, experimentální analýza, biomechanika lidského hlasu a sluchu, akustické vlastnosti uzavřených prostorů.
Identifikace zdrojů vibrací a hluku, aerodynamické zdroje hluku.
Pasivní metody snižování hluku.
Aktivní metody snižování hluku - vibroakustické systémy strojů, modely deterministické (modelované pomocí MKP - pro nízkofrekvenční hluk), modely statistické (řešení vysokofrekvenčního hluku).
Analýza dopravních prostředků (převodovek, kabin).
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zkouška je písemná a ústní.
Klasifikace je prováděna podle pravidel užívaných na VUT FSI.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Kontrola výuky probíhá individuálně podle postupu práce na daném projektu.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  10 × 2 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Akustické veličiny, lineární a decibelové zobrazení
2. Spektra akustických veličin : pásmová, trackingová, multispektra
3. Akustické vlastnosti uzavřených prostorů
4.-5. Biomechanika lidského hlasu a sluchu
6. Experimentální určení akustického výkonu stroje
7. Aerodynamické zdroje hluku - princip a příklady
8. Pasivní metody snižování vibrací a hluku
9. Princip reaktivních tlumičů potrubních systémů
10.-11. Deterministické modely vibroakustických systémů :
- struktura vazeb vibroakustických systémů strojů
- metody řešení ( metody konečných a hraničních prvků)
12.-13. Statistické modely vibroakustických systémů (metoda SEA
Literatura - základní:
1. Fahy, F: Foundations of engineering acoustics, Academic Press, 2003
2. Cremer, L., Heckl, M., Petersson, Björn A.T.: Structure-Born Sound, Structural Vibrations and Sound Radiation at Audio Frequencies, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005
3. Rossin, T. D. editor: Springer Handbook of Acoustics, Springer Würzburg, 2007
4. Beranek, L.L.: Acoustics: Sound Fields and Transducers, Academic press, Oxford, 2012
Literatura - doporučená:
1. Ohayon, R., Soize, C.: Structural Acoustic and Vibration, Academic Press, London, 1998
2. Lyon, R. H., DeJong, R.G: Theory and Application of Statistical Energy Analysis, Butterwortth-Heinemann, Boston, 1995
3. Beer, G., Smith, I., Duenser, Ch.: The Boundary Element Method with Proramming, Springer-Verlag, 2008
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
D-ENE-P prezenční studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-IME-P prezenční studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-ENE-K kombinované studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-IME-K kombinované studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z