{"id":6519,"date":"2016-07-20T13:05:44","date_gmt":"2016-07-20T13:05:44","guid":{"rendered":"http:\/\/audioakustyka.org\/?page_id=6519"},"modified":"2016-07-29T11:51:37","modified_gmt":"2016-07-29T11:51:37","slug":"projekt-ncn-wizualizacja-pola-akustycznego","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/audioakustyka.org\/?page_id=6519","title":{"rendered":"Projekt NCN &#8211; Wizualizacja pola akustycznego"},"content":{"rendered":"<p>[vc_row][vc_column width=&#8221;1\/4&#8243;][vc_widget_sidebar sidebar_id=&#8221;eut_sidebar_5586c27b8f6d9&#8243;][\/vc_column][vc_column width=&#8221;3\/4&#8243;][vc_column_text]G\u0142\u00f3wnym celem zrealizowanego projektu z zakresu bada\u0144 podstawowych w dziedzinie akustyki fonicznej i in\u017cynierii d\u017awi\u0119ku (jeden z dzia\u0142\u00f3w akustyki) by\u0142o przeprowadzenie analizy zjawisk falowych zachodz\u0105cych w rzeczywistym polu akustycznym w otoczeniu drgaj\u0105cych struktur (\u017ar\u00f3de\u0142 d\u017awi\u0119ku) oraz innych obiekt\u00f3w, na kt\u00f3re oddzia\u0142uje strumie\u0144 przep\u0142ywaj\u0105cej energii akustycznej. Pierwszym w\u0105tkiem badawczym by\u0142a analiza pola akustycznego w otoczeniu wybranych instrument\u00f3w muzycznych. W toku realizacji projektu przeprowadzono badania rozk\u0142adu pola akustycznego w otoczeniu dw\u00f3ch typ\u00f3w piszcza\u0142ek organowych (otwartych i zamkni\u0119tych) oraz r\u00f3\u017cnych typ\u00f3w gitar akustycznych. Drugi w\u0105tek badawczy dotyczy\u0142 badania oddzia\u0142ywania strumienia energii akustycznej wytwarzanej przez r\u00f3\u017cne \u017ar\u00f3d\u0142a d\u017awi\u0119ku (g\u0142o\u015bniki) na symulator ludzkiej g\u0142owy i torsu (manekin HATS) oraz dyfuzor akustyczny.<\/p>\n<p>Badania przeprowadzono za pomoc\u0105 specjalistycznej aparatury pomiarowej, wytworzonej w trakcie realizacji projektu. Wybrane, istotne elementy tej aparatury to mi\u0119dzy innymi robot kartezja\u0144ski \u2013 urz\u0105dzenie, kt\u00f3re umo\u017cliwia precyzyjne i powtarzalne umieszczanie czujnika pomiarowego w wyznaczonych punktach pomiarowych oraz uk\u0142ad szybkich kamer umo\u017cliwiaj\u0105cych rejestracj\u0119 procesu drga\u0144 strun gitarowych. Wynikiem pomiar\u00f3w by\u0142y warto\u015bci wektora nat\u0119\u017cenia d\u017awi\u0119ku przypisane do poszczeg\u00f3lnych punkt\u00f3w w badanym fragmencie przestrzeni tr\u00f3jwymiarowej. W toku realizacji projektu opracowano liczne stanowiska badawcze, kt\u00f3re mog\u0105 by\u0107 wykorzystane przy prowadzeniu pomiar\u00f3w rozchodzenia si\u0119 d\u017awi\u0119ku tak\u017ce dla innych instrument\u00f3w muzycznych oraz scenariuszy pomiarowych. Rozbudowa bazy laboratoryjnej przyczyni\u0142a si\u0119 po\u015brednio do uzyskania akredytacji (nr AB 1576) przyznanej Laboratorium Akustyki Fonicznej \u00a0przez Polskie Centrum Akredytacji. Przygotowano autorskie oprogramowanie do obs\u0142ugi zbudowanych stanowisk badawczych. Pomiary oraz symulacje prowadzone by\u0142y w kolejnych, cyklicznie powtarzanych etapach (iteracjach). Punktem wyj\u015bcia by\u0142 rzeczywisty pomiar rozk\u0142adu pola akustycznego w otoczeniu badanego obiektu za pomoc\u0105 sygna\u0142u wielotonowego (zawiera\u0142 on sk\u0142adowe sinusoidalne o cz\u0119stotliwo\u015bciach: 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 [Hz]). Obejmowa\u0142 on dwie fazy: pomiar rozk\u0142adu wektorowego pola akustycznego w obecno\u015bci samego \u017ar\u00f3d\u0142a (pole wektorowe odniesienia) oraz pomiar pola akustycznego w obecno\u015bci \u017ar\u00f3d\u0142a i badanego obiektu (pole wektorowe w\u0142a\u015bciwe). Dzi\u0119ki temu mo\u017cliwe by\u0142o wyznaczenie pola r\u00f3\u017cnicowego, tj. r\u00f3\u017cnicy pomi\u0119dzy polem w\u0142a\u015bciwym a polem odniesienia. Nast\u0119pnie przygotowana zosta\u0142a symulacja, odr\u0119bnie dla ka\u017cdej cz\u0119stotliwo\u015bci wyst\u0119puj\u0105cej w wielotonie, uwzgl\u0119dniaj\u0105ca geometri\u0119 oraz w\u0142a\u015bciwo\u015bci akustyczne \u017ar\u00f3d\u0142a energii akustycznej (wyznaczane r\u00f3wnie\u017c metodami optycznymi) oraz obiektu, na kt\u00f3re oddzia\u0142ywa\u0142a fala akustyczna. Obliczano zar\u00f3wno pole wektorowe odniesienia, jak i pole wektorowe w\u0142a\u015bciwe. W kolejnym kroku badano zgodno\u015b\u0107 wynik\u00f3w pozyskanych za pomoc\u0105 wymienionych technik (pomiarowej i numerycznej). Dzi\u0119ki temu, na podstawie analizy zgodno\u015bci uzyskiwanych wynik\u00f3w, mo\u017cliwe by\u0142o przeprowadzenie procesu kontroli poprawno\u015bci zar\u00f3wno scenariuszy pomiarowych, jak i konfiguracji obliczeniowych. Podej\u015bcie to zosta\u0142o zastosowane podczas bada\u0144 rozk\u0142adu pola wektorowego w otoczeniu symulatora g\u0142owy i torsu oraz dyfuzora akustycznego.<\/p>\n<p>Przeprowadzone badania umo\u017cliwi\u0142y obserwacj\u0119 zjawisk falowych, takich jak dyfrakcja, interferencja czy odbicie d\u017awi\u0119ku w pobli\u017cu przeszk\u00f3d o skomplikowanej geometrii dla szerokiego zakresu cz\u0119stotliwo\u015bci. Trajektorie transportu energii akustycznej przyjmuj\u0105 skomplikowane kszta\u0142ty, s\u0105 one tym bardziej z\u0142o\u017cone, im wy\u017csza jest cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 sygna\u0142u pobudzaj\u0105cego. W szczeg\u00f3lno\u015bci mo\u017cliwe by\u0142o dok\u0142adne zaobserwowanie rozk\u0142ad\u00f3w pola akustycznego w otoczeniu g\u0142owy cz\u0142owieka oraz dokonanie analizy jednej z przyczyn powstawania\u00a0 mi\u0119dzyusznej r\u00f3\u017cnicy nat\u0119\u017cenia d\u017awi\u0119ku (ang. <em>Interaural Intensity Difference<\/em>, IID). W odniesieniu do badania rozk\u0142adu energii akustycznej w otoczeniu wybranych instrument\u00f3w muzycznych skoncentrowano si\u0119 na badaniu r\u00f3\u017cnych rodzaj\u00f3w piszcza\u0142ek organowych. W wyniku realizacji projektu dokonano zobrazowania w przestrzeni rozk\u0142adu nat\u0119\u017cenia d\u017awi\u0119ku wok\u00f3\u0142 piszcza\u0142ek organowych. Zagadnienie to jest istotne m.in. z punktu widzenia realizacji nagra\u0144, ale bardziej istotna jest mo\u017cliwo\u015b\u0107 zweryfikowania w spos\u00f3b obiektywny wiedzy dotycz\u0105cej konstrukcji i budowy organ\u00f3w piszcza\u0142kowych, zwi\u0105zanej ze sposobem promieniowania d\u017awi\u0119ku przez pojedyncz\u0105 piszcza\u0142k\u0119.<\/p>\n<p>Analiza sposobu rozchodzenia si\u0119 d\u017awi\u0119ku, wykonana w oparciu o linie przep\u0142ywu energii akustycznej, ujawni\u0142a wyra\u017ane r\u00f3\u017cnice wyst\u0119puj\u0105ce dla piszcza\u0142ek zamkni\u0119tych i otwartych. Dla tych pierwszych przep\u0142yw energii akustycznej odbywa si\u0119 od \u017ar\u00f3d\u0142a d\u017awi\u0119ku (szczeliny) w g\u00f3r\u0119, co oznacza, \u017ce do s\u0142uchacza trafia g\u0142\u00f3wnie d\u017awi\u0119k odbity. W przypadku piszcza\u0142ki otwartej &#8211; strumienie u\u0142o\u017cone s\u0105 bardziej poziomo i zakrzywiaj\u0105 si\u0119 w d\u00f3\u0142 w pewnej odleg\u0142o\u015bci od piszcza\u0142ki. Zagadnienia te maj\u0105 szczeg\u00f3lne znaczenie zar\u00f3wno dla konstruktor\u00f3w instrument\u00f3w muzycznych, ale r\u00f3wnie\u017c dla s\u0142uchaczy, kt\u00f3rzy oceniaj\u0105 barw\u0119 d\u017awi\u0119ku instrumentu. W ramach przeprowadzonych prac przebadano drgania struny gitarowej z u\u017cyciem innowacyjnych metod pomiarowych. W tym celu opracowano metody wizyjnej rejestracji drga\u0144 za pomoc\u0105 szybkich kamer i analizy obrazu w celu pomiaru drga\u0144 struny. Zbudowano zestaw pomiarowy, w kt\u00f3rego sk\u0142ad wchodzi\u0142y dwie szybkie kamery, mikrofon referencyjny i karty do synchronicznej akwizycji danych oraz \u015brodowisko testowe do stabilnego umieszczenia instrumentu i odizolowania go od innych drga\u0144. Przeprowadzone pomiary pozwoli\u0142y na zobrazowanie i interpretacj\u0119 zjawisk, kt\u00f3re do tej pory by\u0142y s\u0142abo poznane i opisane w literaturze.. W odniesieniu do kierunkowo\u015bci promieniowania energii akustycznej przez piszcza\u0142ki organowe uda\u0142o si\u0119 pokaza\u0107 znacz\u0105ce r\u00f3\u017cnice w sposobie rozchodzenia si\u0119 d\u017awi\u0119ku dla piszcza\u0142ek otwartych i zamkni\u0119tych. W przypadku badania rozk\u0142adu pola akustycznego w otoczeniu g\u0142owy przedstawiono rozk\u0142ad pola akustycznego dla r\u00f3\u017cnych wariant\u00f3w po\u0142o\u017cenia \u017ar\u00f3d\u0142a d\u017awi\u0119ku i cz\u0119stotliwo\u015bci sygna\u0142u. Zgromadzone dane rzucaj\u0105 nowe \u015bwiat\u0142o na zagadnienia zwi\u0105zane ze s\u0142yszeniem przestrzennym d\u017awi\u0119ku instrument\u00f3w muzycznych. Nale\u017cy podkre\u015bli\u0107, \u017ce cz\u0119st\u0105\u00a0przeszkod\u0119 w prowadzeniu tego rodzaju bada\u0144 stanowi wysoki koszt czujnik\u00f3w pomiarowych. Z tego powodu rozszerzono zakres badawczy projektu o opracowanie i sprawdzenie w praktyce, ekonomicznej sondy do pomiaru przestrzennego rozk\u0142adu nat\u0119\u017cenia d\u017awi\u0119ku. Istotn\u0105 cech\u0105 opracowanego w ramach projektu rozwi\u0105zania s\u0105 niskie koszty jednostkowe wykonania sensora akustycznego, kt\u00f3rego funkcjonalno\u015b\u0107 w przyj\u0119tym zakresie cz\u0119stotliwo\u015bci nie ust\u0119puje rozwi\u0105zaniom znacznie bardziej kosztownym.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row]<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>[vc_row][vc_column width=&#8221;1\/4&#8243;][vc_widget_sidebar sidebar_id=&#8221;eut_sidebar_5586c27b8f6d9&#8243;][\/vc_column][vc_column width=&#8221;3\/4&#8243;][vc_column_text]G\u0142\u00f3wnym celem zrealizowanego projektu z zakresu bada\u0144 podstawowych w dziedzinie akustyki fonicznej i in\u017cynierii d\u017awi\u0119ku (jeden z dzia\u0142\u00f3w akustyki) by\u0142o przeprowadzenie analizy zjawisk falowych zachodz\u0105cych w rzeczywistym polu akustycznym w otoczeniu drgaj\u0105cych struktur (\u017ar\u00f3de\u0142 d\u017awi\u0119ku) oraz innych obiekt\u00f3w, na kt\u00f3re oddzia\u0142uje strumie\u0144 przep\u0142ywaj\u0105cej energii akustycznej. Pierwszym w\u0105tkiem badawczym by\u0142a analiza pola akustycznego [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-6519","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/audioakustyka.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/6519","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/audioakustyka.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/audioakustyka.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/audioakustyka.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/audioakustyka.org\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=6519"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/audioakustyka.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/6519\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6642,"href":"https:\/\/audioakustyka.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/6519\/revisions\/6642"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/audioakustyka.org\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=6519"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}