فهرست مطالب

انجمن مهندسی صوتیات ایران - سال ششم شماره 1 (بهار و تابستان 1397)

مجله انجمن مهندسی صوتیات ایران
سال ششم شماره 1 (بهار و تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/06/10
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مسعود بحرینی مطلق*، رضا روزبهانی، مرتضی افتخاری، حمید کاردان مقدم، علیرضا کاووسی حیدری صفحات 1-11
    سامانه تیکه نگاری (ای تی- ت ص) صوتی امواج صوتی را به در زیرآب تراگسیل می کند، سامانه های ای تی (ت ص) خصوصیات فیزیکی جریان را به صورت پیوسته در رودخانه ها، دریاها و اقیانوس ها اندازه گیری می کند. دستگاه های تیکه نگاری صوتی با اتصال به ماهواره های جی پی اس با دقت نانو ثانیه همگاه سازی می شوند و در یک زمان واحد امواج صوتی را ارسال می کنند. بعد از تجزیه و تحلیل زمان رسیدن امواج صوتی به دستگاه ها، خصوصیات جریان آب محاسبه می گردد. در این مقاله، طراحی و نحوه ی عملکرد فن اوری یک سامانه ی تیکه نگاری صوتی بررسی شده و کارایی آن در مجرای آب کوثر دانشگاه صنعتی مالک اشتر مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور دو سامانه تیکه نگاری صوتی رودالی (س ت ص ر- اف ای تی اس) به فاصله ی 127 متری از یکدیگر در دو طرف این مجرا قرار داده شدند. س ت ص ر- ها (اف ای تی اس) به طور هم زمان در هر 60 ثانیه تپ های صدا از تراگذارهای تمام جهته تراگسیلدند. براساس تحلیل های انجام شده، سرعت صدا در آب 1482 متر بر ثانیه و دمای آب نیز 3/20 درجه سلسیوس بودند. داده های سرعت صدا و دمای آب به دست آمده از روش تیکه نگاری صوتی با استفاده از حسگر دما با مقدار خطای نسبی کم تر از 5 درصد ارزیابی شدند. هم چنین، سرعت جریان آب صفر متر بر ثانیه توسط دستگاه برآورد شد که با توجه به ساکن بودن آب مجرا، صحت اندازه گیری کاملا مورد تایید واقع گردید.
    کلیدواژگان: سنجش از دور، تیکه نگاری صوتی زیرآب، سرعت صدا در زیرآب، دمای جریان، سرعت جریان
  • علی سطوتی زیرک، سیدحجتاللهمومنی ماسوله*، حمیدرضا مساح صفحات 12-20
    بررسی معادله انتشار امواج در جو یکی از مسائل مهم و پرکاربرد در علوم مختلف می باشد که محققین بسیاری را به خود جلب کرده است. یک نوع از امواج قابل انتشار در جو، موج صوتی- گرانشی می باشد. این نوع از امواج خاصیت مانایی زیادی دارند و می توانند تا ارتفاع بالایی از جو منتشر شوند. معادله انتشار موج صوتی- گرانشی در جو یک معادله هیدرودینامیک هذلولوی غیرخطی شامل معادلات پایستاری جرم (پیوستگی)، پایستاری حرکت و پایستاری انرژی می باشد. برای به دست آوردن جواب معادله انتشار امواج صوتی- گرانشی، معادلات هیدرودینامیک مرتبط به صورت یک معادله بقاء نوشته شده است. در ادامه با استفاده از روش لکس- وندروف دو مرحله ای که یک روش تفارق (تفاضل) متناهی با دقتی از مرتبه ی دوم در مکان و زمان می باشد، انتشار امواج صوتی- گرانشی در جو شبیه سازی شده است.
    کلیدواژگان: امواج صوتی- گرانشی، جو، لکس- وندروف دو مرحله ای، تفارق (تفاضل) متناهی، معادله هذلولوی
  • عفت سلیمانی، منیژه مختاری دیزجی*، ناصر فتورایی، هژیر صابری صفحات 21-31
    هدف این مطالعه، ارزیابی تغییر توزیع تنش موثر وارد بر پلاک با پیشروی به سمت تنگنای گلو و بررسی اثر فشار تپ (پالس) ضربانی بر تنش موثر یک الگوی عنصر متناهی لزج کشسان (ویسکوالاستیک) از شریان های کاروتید دارای تنگی کم تر و بیش تر از 50 درصد است. هندسه واقعی شریان ها با استفاده از تصاویر مقطعی متوالی فراصدائی بازسازی شد. موج دیس (شکل موج) فشار تپ وارد بر دیواره شریان ها و شبه سنج های (پارامترهای) الگوی لزج کشسان کلوین نیز هر دو از پردازش تصاویر متوالی فراصدائی با نمای طولی حاصل شدند. طبق نتایج مطالعه ی حاضر، با پیشروی به سمت تنگنای گلوی خفیف تنش موثر وارد بر پلاک کاهش یافته و پس از آن مجددا افزایش می یابد. هر چند، در تنگی بیش تر از 50 درصد، ضخامت لایه ی میان اجزای پلاک و حفره داخلی شریان تعیین کننده روند تغییر تنش موثر وارد بر نواحی مختلف پلاک هستند. هم چنین، نتایج این مطالعه نشان دادند که صرف نظر از محل های وقوع بیشینه تنش موثر در مقاطع عرضی مختلف، بیش ترین اختلاف میان تنش های بیشینه وارد بر مقاطع عرضی مختلف در محدوده فاز سیستول قلبی رخ می دهند در حالی که در ابتدا و انتهای بخش چرخه قلبی تفاوت چندانی مشاهده نمی شود. به نظر می رسد این الگوی لزج کشسان بتواند برای ارزیابی دقیق تغییر توزیع تنش با پیشرفت تنگی های شریان سخت (آترواسکلروز) به کار رود.
    کلیدواژگان: تصویربرداری فراصدائی، الگو سازی عنصر متناهی، شریان کاروتید، لزج کشسان (ویسکوالاستیک)، شریان سخت (آترواسکلروز)
  • محمدرضا خلیل آبادی* صفحات 32-38
    در این پژوهش، خواص صوتی جاذب های متخلخل با درصدهای متفاوت تخلخل با استفاده از الگو های ریاضی مختلف ارزیابی و مقایسه شده اند. این الگو ها از یک یا چند شبه سنج (پارامتر) از مواد برای محاسبه مشخصه های صوتی استفاده می کنند. در همه این الگو ها، مواد به عنوان سیال معادل در نظر گرفته شده اند و مشخصه های ارتجاعی در محاسبات وارد نشده اند.
    کلیدواژگان: افت تراگسیل، جذب صدا، جاذب متخلخل، تخلخل، مشخصه صوتی
  • روح الله طالبی توتی*، امیرمحمد چوداری خامنه صفحات 39-45
    مافلر، یکی از بخش های اصلی در سامانه خروجی (اگزوز) یک خودرو محسوب می شود که کاهش نوفه سامانه خروجی (اگزوز) را سبب می شود. در این مقاله به الگوسازی و شبیه سازی رفتار صوتی مافلر، با بهره گیری از یک نرم افزار مهندسی پرداخته می شود. برای این منظور، ابتدا، یک الگوی تحلیلی به منظور بررسی افت تراگسیل صدا در پوسته های استوانه ای بر مبنای نظریه ساندر ارائه شده است. سپس، به الگوسازی مبدل کاتالیتیک و مافلر با در نظر گرفتن اندازه های عمده ی الگو در نرم افزار مهندسی، پرداخته می شود. مقایسه ی نتایج حاصل در این مقاله با مطالعات گذشته، بر دقت الگوی تحلیلی و هم چنین نتایج شبیه سازی شده صحه گذاری می نمایند. علاوه بر این، پرچین (کانتور) فشار صدا در داخل مبدل و مافلر و هم چنین مسیر حرکت گازهای خروجی در داخل مافلر، نشان می دهند که تراز صدای ایجاد شده توسط مافلر، طبق محدودیت های تحمیلی استانداردها در بازه ی امن قرار دارد.
    کلیدواژگان: مافلر، رفتار صوتی، فشار صدا، انرژی صدا
  • علی ولی نژاد* صفحات 46-58
    الگوسازی ریاضی انتشار موج صوتی در آب دریا، اساس تحقق هدف هایی نظیر مخابرات زیرآبی، نقشه برداری بستر دریا، هواشناسی بحری، تعیین موقعیت و کشف هدف های ناشناخته درون آب، صیادی پیشرفته و اکتشاف نفت و گاز است. اما با توجه به وجود پدیده های فیزیکی متنوع در محیط آب و شرایط مختلف حاکم بر محیط دریا نظیر نوفه، حالت دریا، عمق، جنس بستر، دما و شوری شیوه های گوناگونی برای انتشار موج صوتی پیشنهاد شده اند که منجر به پیچیدگی زیاد محاسباتی در حل عددی انتشار موج صوتی می شوند. از آن جا که سرعت بالای انجام محاسبات امری کلیدی در اکثر کاربردهای بلا درنگ است، در این مطالعه، الگوریتمی موازی برای پیاده سازی رایانه ای انتشار زیرآبی موج صوتی با استفاده از شیوه پرتوردگیری گوسی ارائه می شود. به منظور مقایسه عملکرد الگوریتم موازی پیشنهادی نسبت به حالت سلسله ای (سریال)، با اجرای الگوریتم روی چندین فرانامه (سناریو) مختلف، نتایج شبیه سازی به صورت شکل و جدول گزارش شده اند. نتایج شبیه سازی بیانگر سرعت بسیار بالاتر الگوریتم موازی نسبت به حالت سلسله ای (سریال) برغم دقت بسیار مناسب آن است.
    کلیدواژگان: انتشار زیرآبی موج صوتی، معادله هلمهولتز، شیوه ردگیری پرتو، شیوه پرتوردگیری، محاسبات موازی
  • اباذر حاج نوروزی*، رضا افضل زاده صفحات 59-64
    انتقال موج صوتی توسط بوق فراآوایی به درون محلول آبی، منجر به ایجاد خواصی منحصر به فرد می گردد. انتقال موج صدا به درون مایع موجب حرکت مایع در جهت انتشار موج می شود که تدریجا انرژی خود را به دلیل اصطکاک ناشی از لزجی از دست می دهد. این حرکت موج، شاری را القاء می کند که به جویبار (جریان) صوتی یا ریز- جویبار (ریز- جریان) معروف است. در این مقاله برای اندازه گیری توان ریز- جویبار (ریز- جریان)، سامانه ای ساده و نوآورانه، طراحی و ساخته شده است. در ادامه، با اندازه گیری و تحلیل روابط فیزیکی، توان ریز- جویبار (ریز- جریان) در دامنه های توانی مختلف، بین 0/5 تا 2/61 وات و بیشینه جابه جایی حاصل شده برای نوک بوق بین 8 تا 25 میکرو متر بود.
    کلیدواژگان: بوق فراآوایی، ریز- جویبار (ریز- جریان)، فشار صوتی، ابر حباب، اندازه گیری
|
  • M. Bahreinimotlagh*, R. Roozbahani, M. Eftekhari, H. Kardanmoghadam, A.R. Kavousi Heydari Pages 1-11
    Underwater Acoustic Tomography (AT) system transmits acoustic waves into the water. The AT systems continuously measure the physical characteristics of the flow in rivers, seas and the oceans. The AT systems are synchronized via a GPS clock connectied to the satellites. Hence, the systems transmit the acoustic waves at the same time. The systems record the arrival time of acoustic waves. After analyzing the received signals, the flow characteristics would be estimated. In the present study, design, manufacture and performance of an AT system are investigated in the Kousar Channel, Malek-Ashtar University of Technology. Two Fluvial Acoustic Tomography Systems (FATS) were deployed on both sides of the channel. The horizontal distance between two systems was 127m. The FATS simultaneously transmitted sound pulses from the 30 kHz omnidirectional transducers every 60 seconds. The results showed that the underwater sound speed and the water temperature were 1482 m/s and 20.3 ˚C, respectively. The temperature sensor measured the surface temperature in the various points of the channel and confirmed the validity of the FATS measurement with the relative error of 5%. The estimated flow velocity was zero. Due to the water stagnation.
    Keywords: Remote sensing, Underwater acoustic tomography, Underwater sound speed, Flow temperature, Flow velocity
  • A. Setvati Zirak, S.H. Momeni Masuleh*, H.R. Massah Pages 12-20
    Investigating waves propagation’s equation in the atmosphere is one of the important and widely used issues in various sciences, which has attracted many researchers. A type of propagating waves is an acoustic-gravity wave. These type of waves have a lot of stationarity properties and can be propagate to a high altitude in the atmosphere. The equation of acoustic-gravity wave propagation is a hyperbolic nonlinear hydrodynamic equation consisting of continuity, motion, and energy equations. To obtain the solution of the acoustic-gravity waves propagation equation, the related hydrodynamic equations are written in the form of a conservation equation. In the next step, the propagation of the acoustic-gravity wave is simulated in the atmosphere using a two-stage Lax-Wendroff method, which is a finite difference method with a second order accuracy in place and time.
    Keywords: Acoustic-gravity waves, Atmosphere, Tow-stage Lax-Wendroff, Finite difference, Hyperbolic equation.
  • E. Soleimani, M. Mokhtari Dizaji*, N. Fatouraee, H. Saberi Pages 21-31
    The aim of this study is to evaluate the changes of effective stress distribution in plaque by progressing to the stenosis throat and to assess the pulsatile pulse pressure effect on effective stress of a viscoelastic finite-element model of carotid arteries having less and more than 50% stenosis. In-vivo geometries of the arteries were reconstructed using consecutive transverse ultrasound images. Pulse pressure waveform exerted on the artery walls and Kelvin viscoelastic model parameters were extracted from consecutive longitudinal ultrasound image processing. According to the results of this study, the effective stress applied to the mild stenotic plaque decreases with progression to the throat and there after increases again. However, in more than 50% stenosis, thickness of the layer between the plaque component and artery lumen determines the trend of effective stress exerted on different sites of the plaque. Moreover, results showed that regardless of extremum effective stress locations in different cross-sections, maximum differences between the extremum effective stresses of different cross-sections accure in systole whilst in the beginning and end parts of the cardiac cycle differences are not considerable. It seems that this viscoelastic model can be used for accurate evaluation of stress distribution during the atherosclerotic stenosis progress.
    Keywords: Ultrasounic horn, Microstreaming, Acoustic pressure, Measurment.
  • M.R. Khalilabadi* Pages 32-38
    In this study, the acoustic properties of porous absorbents with different porosity levels have been evaluated using different mathematical models. These models use one or more parameters of materials for calculating acoustic characteristics. In all of these models, materials are considered as equivalent fluid and reactionary characteristics have not been taken into account.
    Keywords: Transmission loss, Sound absorption, Porous absorbent, Porosity, Acoustic characteristics.
  • R. Talebitooti*, A.M. Choudari Khameneh Pages 39-45
    Muffler is one of the main components of an automotive exhaust system, which reduces the noise of the exhaust system. In this paper, modeling and simulation of the acoustic behavior of a muffler is presented with the aid of  an engineering software. For this purpose, firstly, an analytical model is presented to evaluate the sound transmission loss in cylindrical shells based on Sander's theory. Then, catalytic converter and muffler are modeled by considering the model's major dimensions in the engineering software. The comparison of the present results with previous studies shows the accuracy of the analytical model as well as the simulation results. In addition, the contour of sound pressure inside the catalytic converter and the muffler, as well as the direction of  the exhaust gas flow inside the muffler, indicate that the sound level created by Muffler is in the safe range according to the limitations posed by the standards.
    Keywords: Muffler, Acoustic behavior, Sound pressure, Sound energy.
  • A. Valinejad* Pages 46-58
    The mathematical modeling of the acoustic wave propagation in seawater is the basis for realizing goals such as, underwater communication, seabed mapping, advanced fishing, oil and gas exploration, marine meteorology, positioning and explore the unknown targets within the water. However, due to the existence of various physical phenomena in the water environment and the various conditions governing the sea environment, such as, noise, sea state, depth, substrate, temperature and salinity, various methods have been proposed for the propagation of acoustic wave, which results in a high computational complexity in the numerical solution of acoustic wave propagation. Since the high speed of computing is a key factor in most real-time applications, in this study, a parallel algorithm for the implementation of computerized underwater acoustic wave propagation is presented, using the Gaussian Beamtracing method. In order to compare the performance of the proposed parallel algorithm with respect to the serial mode, the results are reported in figure and table for several different scenarios. The simulation results indicate a much higher rate of parallel algorithm than the serial mode despite its very precise accuracy.
    Keywords: Underwater acoustic wave propagation, Helmholtz equation, Ray tracing method, Beamtracing method, Parallel computations
  • A. Hajnorouzi*, R. Afzalzadeh Pages 59-64
    Ultrasonic horn with transfer of acoustic wave into an aqueous solution results in unique properties. When, transfer of sound wave into a liquid results in liquid movement in the direction of wave propagation which gradually loses its energy due to the viscous friction. This wave motion induces a flow which is known as acoustic streaming or micro-streaming. In this article, a simple innovative system is designed and built to measure the power generated by micro-streaming. By measuring and analyzing the physical relations, the micro-streaming power obtained for various amplitudes was between 0.5 to 2.61 watts and the maximum displacement of the tip acquired was between 8 to 25 micro-meter for this ultrasonic horn.
    Keywords: Ultrasounic horn, Microstreaming, Acoustic pressure, Bubble cloud, Measurment