Gefaseerde geometrische akoestiek met behulp van lage / hoge frequentie reflectiecoëfficiënten met toepassingen op absorptiemetingen

Het voorspellen van geluid en trillingen in alledaagse omgevingen is van cruciaal belang met het oog op comfort alsook persoonlijke gezondheid. Ook al geven metingen uiterst waardevolle informatie over het gedrag van bestaande omgevingen, ontwerpers en ingenieurs hebben ook nood aan voorspellende modellen die zowel nauwkeurig als effici\"ent zijn. Deze simulaties verschaffen gedetailleerde analyses voor aanvang van het bouwen of voorafgaand aan renovaties, en leveren dus een enorm investeringsrendement op.

Simulaties op basis van geometrische akoestiek (GA) worden overal in de industrie gebruikt om te ontwerpen met het oog op het akoestische comfort van kantoorruimtes, klaslokalen, concertzalen, muziekstudio's en dergelijke meer. Ondanks het algemene gebruik ervan, ondervinden geometrische akoestiekmethodes nog steeds beperkingen. De meeste tekortkomingen vloeien voort uit de aannames van het hoge-frequentiekarakter van de methode, wat als gevolg heeft dat GA typisch enkel de geluidsenergie berekent en slechts een benadering is van de golfvergelijking. Het uitbreiden van geometrische akoestiek naar lagere frequenties door middel van het toevoegen van golfeffecten zoals verstrooiing, diffractie en interferentie -- wat alledaagse fenomenen zijn -- is een noodzaak voor mensen in de praktijk en een belangrijk doel voor onderzoekers.

Een voorname focus van dit werk ligt op interferentie-effecten, die fase-informatie vereisen opdat de geluidsdruk kan berekend worden in plaats van geluidsenergie. Een belangrijke informatiebron voor gefaseerde geometrische akoestiek komt voort uit reflecties van akoestische randen. Terwijl een vlakke-golf-veronderstelling geldt voor hoge frequenties, plant geluid zich eerder voort als een sferische golf wanneer obstakels/muren/observeerders dicht bij de bron liggen, wat sferische golfreflectieco\"effici\"enten belangrijk maakt voor het voorspellen van laagfrequent geluid in geometrische akoestiek. Dit gedrag in rekening brengen leidt tot een grotere nauwkeurigheid en resulteert in veranderingen van akoestische parameters die duidelijk opgemerkt worden door de meeste luisteraars.

Eerder werk heeft aangetoond dat de onzekerheid op geluidsabsorptiedata een sterke invloed heeft op de nauwkeurigheid van geometrische akoestieksimulaties. Het is zelfs geweten dat alleen al de onzekerheid in gemeten absorptieco\"effici\"enten voldoende is om hoorbare verschillen te bekomen in simulaties. Dit maakt het verbeteren van meettechnieken van akoestische absorptieco\"effici\"enten, of zelfs het bedenken van nieuwe methodes daarvoor, zeer belangrijk. Dit is de motivatie achter het tweede gedeelte van deze thesis, die beoogt gefaseerde geometrische akoestiekmodellen te combineren met technieken voor absorptiemetingen.