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DOI:

https://doi.org/10.14483/23448393.18466

Publicado:

2022-01-04

Número:

Vol. 27 Núm. 1 (2022): Enero-Abril

Sección:

Sección Especial: Mejores artículos extendidos - WEA 2021

Evaluation of the Accuracy of the Sound Field Separation Method under Variations in the Location of the Sampling Points

Evaluación de la precisión del método de separación de campos sonoros bajo variaciones en la ubicación de los puntos de muestreo

Autores/as

Palabras clave:

separación de campos sonoros, radiación acústica, armónicos esféricos (es).

Palabras clave:

sound field separation, acoustic radiation, spherical harmonics (en).

Resumen (en)

Context:  Measuring the directivity characteristics and the frequency response of acoustic sources is a difficult process, as the dimensions and boundary conditions of the testing rooms used could constrain the measurement procedure. The testing room should guarantee a free-field condition, which is usually satisfied by using big acoustic absorbers with fibrous materials with high absorption coefficients. However, standing wave patterns can be easily developed due to the frequency range exciting the testing room.

Method: The sound field separation method can isolate the radiated field of an acoustic source by sampling the sound field around it over two holographic spheres. The coordinates of the sampling points are used in a set of equations, whose solution can estimate the radiated field. In this paper, the effect of the variability on the actual positions of these sampling points is investigated.

Results: Two numerical simulations with and without external sources outside the holographic spheres were performed. In all simulations, variations in the radial position of the sampling points were induced, and the relative reconstruction error, the directivity index, and the frequency response were studied. The results indicate that, for the estimation of the directivity of low-frequency acoustic sources, regardless of the presence of external sources, radial positioning of the sensors does not have to be exact to obtain an accurate reconstruction.

Conclusions: This study suggests that, in the experimental characterization in conventional testing rooms of the radiated field from acoustic sources whose main frequency region corresponds to low frequencies, e.g. subwoofers, the SFS method could be used, thus obtaining high accuracy in the estimation of the directivity of the source.

Resumen (es)

Contexto: La medición de las características de directividad y de respuesta en frecuencia de fuentes acústicas es un procedimiento difícil debido a que las dimensiones y condiciones de frontera del recinto dentro del cual se hace el ensayo podrían limitar el procedimiento de medición. El recinto de ensayo debería garantizar condición de campo libre, lo cual se consigue usualmente con absortores acústicos de gran dimensión hechos de materiales fibrosos con altos coeficientes de absorción. Sin embargo, se pueden desarrollar fácilmente patrones de ondas estacionarias debido al rango de frecuencia que hace vibrar el recinto de ensayo.

Método: El método de separación de campos sonoros puede aislar el campo irradiado por una fuente acústica a través del muestreo del campo sonoro alrededor de ella en dos esferas holográficas. Las coordenadas de los puntos de muestreo se usan en un conjunto de ecuaciones cuya solución permite estimar el campo irradiado. En este artículo se investiga el efecto de la variación en las posiciones reales de los puntos de muestreo.

Resultados: Se hicieron dos simulaciones numéricas fuera de las esferas holográficas, una sin fuentes externas y otra con fuentes externas. En todas las simulaciones se indujeron variaciones en las posiciones radiales de los puntos de muestreo y se estimaron el error relativo de reconstrucción, el índice de directividad y la respuesta de frecuencia. Los resultados indican que para la estimación del índice de directividad de fuentes acústicas de bajas frecuencias, independientemente de la presencia de fuentes externas, la posición radial de los sensores no tiene que ser exacta para lograr una estimación precisa.

Conclusiones: Este estudio sugiere que, en la caracterización experimental en recintos convencionales del campo irradiado por fuentes acústicas cuyo rango de frecuencia predominante es el de bajas frecuencias, por ejemplo subwoofers, el método de separación de campos puede ser usado, consiguiendo resultados de alta precisión en la estimación de la directividad de la fuente.

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Cómo citar

APA

Lopez Mejia, S., & Piedrahita Montes, A. F. (2022). Evaluation of the Accuracy of the Sound Field Separation Method under Variations in the Location of the Sampling Points. Ingeniería, 27(1). https://doi.org/10.14483/23448393.18466

ACM

[1]
Lopez Mejia, S. y Piedrahita Montes, A.F. 2022. Evaluation of the Accuracy of the Sound Field Separation Method under Variations in the Location of the Sampling Points. Ingeniería. 27, 1 (ene. 2022). DOI:https://doi.org/10.14483/23448393.18466.

ACS

(1)
Lopez Mejia, S.; Piedrahita Montes, A. F. Evaluation of the Accuracy of the Sound Field Separation Method under Variations in the Location of the Sampling Points. Ing. 2022, 27.

ABNT

LOPEZ MEJIA, S.; PIEDRAHITA MONTES, A. F. Evaluation of the Accuracy of the Sound Field Separation Method under Variations in the Location of the Sampling Points. Ingeniería, [S. l.], v. 27, n. 1, 2022. DOI: 10.14483/23448393.18466. Disponível em: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/reving/article/view/18466. Acesso em: 22 ene. 2022.

Chicago

Lopez Mejia, Sebastian, y Andres Felipe Piedrahita Montes. 2022. «Evaluation of the Accuracy of the Sound Field Separation Method under Variations in the Location of the Sampling Points». Ingeniería 27 (1). https://doi.org/10.14483/23448393.18466.

Harvard

Lopez Mejia, S. y Piedrahita Montes, A. F. (2022) «Evaluation of the Accuracy of the Sound Field Separation Method under Variations in the Location of the Sampling Points», Ingeniería, 27(1). doi: 10.14483/23448393.18466.

IEEE

[1]
S. Lopez Mejia y A. F. Piedrahita Montes, «Evaluation of the Accuracy of the Sound Field Separation Method under Variations in the Location of the Sampling Points», Ing., vol. 27, n.º 1, ene. 2022.

MLA

Lopez Mejia, S., y A. F. Piedrahita Montes. «Evaluation of the Accuracy of the Sound Field Separation Method under Variations in the Location of the Sampling Points». Ingeniería, vol. 27, n.º 1, enero de 2022, doi:10.14483/23448393.18466.

Turabian

Lopez Mejia, Sebastian, y Andres Felipe Piedrahita Montes. «Evaluation of the Accuracy of the Sound Field Separation Method under Variations in the Location of the Sampling Points». Ingeniería 27, no. 1 (enero 4, 2022). Accedido enero 22, 2022. https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/reving/article/view/18466.

Vancouver

1.
Lopez Mejia S, Piedrahita Montes AF. Evaluation of the Accuracy of the Sound Field Separation Method under Variations in the Location of the Sampling Points. Ing. [Internet]. 4 de enero de 2022 [citado 22 de enero de 2022];27(1). Disponible en: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/reving/article/view/18466

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