Modelling Strategies for Acoustic Metamaterials with Porous Components and Numerical Studies on Exemplary Structures
Translated title:
Modellierungsansätze für akustische Metamaterialien mit porösen Komponenten und numerische Untersuchungen an Beispielstrukturen
Author:
Weber, Franziska
Year:
2023
Document type:
Dissertation
Faculty/School:
TUM School of Engineering and Design
Advisor:
Müller, Gerhard (Prof. Dr.)
Referee:
Müller, Gerhard (Prof. Dr.); Rumpler, Romain (Assoc. Prof., Ph.D.)
Language:
en
Subject group:
MTA Technische Mechanik, Technische Thermodynamik, Technische Akustik
Keywords:
Finite Element Method, Johnson–Champoux–Allard model, Metamaterials, Porous media, Periodic structures, Sound transmission and absorption, Wave Finite Element Method, Wave propagation
Translated keywords:
Finite-Elemente-Methode, Johnson-Champoux-Allard-Modell, Metamaterialien, poröse Medien, periodische Strukturen, Schallübertragung und -absorption, Wave Finite Element Method, Wellenausbreitung
TUM classification:
BAU 150
Abstract:
This thesis explains how vibroacoustic systems with porous components can be mapped using the Finite Element Method (FEM). Building on a FEM model of one repetitive segment, this thesis describes how the wave prorogation along a periodic structure and the sound transmission through a periodic structure can be computed using the Wave Finite Element Method. Using the modelling approaches presented, this thesis investigates the impact of inclusions and secondary vibrational systems on the dispersion characteristics of periodic metamaterials.
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This thesis explains how vibroacoustic systems with porous components can be mapped using the Finite Element Method (FEM). Building on a FEM model of one repetitive segment, this thesis describes how the wave prorogation along a periodic structure and the sound transmission through a periodic structure can be computed using the Wave Finite Element Method. Using the modelling approaches presented, this thesis investigates the impact of inclusions and secondary vibrational systems on the dispersio...
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Translated abstract:
In dieser Arbeit wird erläutert, wie man vibroakustische Systeme mit porösen Komponenten mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) abbilden kann. Es wird erklärt, wie, aufbauend auf dem FEM-Modell einer Einheitszelle, die Wellenausbreitung entlang und die Schallübertragung durch eine periodische Struktur mit der Wave Finite Element Methode berechnet werden können. Unter Verwendung der vorgestellten Modellierungsansätze wird der Einfluss von Einschlüssen und sekundären Schwingungssystemen auf die Dispersionseigenschaften von periodischen Metamaterialien untersucht.
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In dieser Arbeit wird erläutert, wie man vibroakustische Systeme mit porösen Komponenten mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) abbilden kann. Es wird erklärt, wie, aufbauend auf dem FEM-Modell einer Einheitszelle, die Wellenausbreitung entlang und die Schallübertragung durch eine periodische Struktur mit der Wave Finite Element Methode berechnet werden können. Unter Verwendung der vorgestellten Modellierungsansätze wird der Einfluss von Einschlüssen und sekundären Schwingungssystemen auf die Dis...
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