93825 - ACUSTICA DEL VEICOLO M

Conoscenze e abilità da conseguire

Fornire gli strumenti per caratterizzare, modificare e simulare le emissioni acustiche dei veicoli, in un’ottica di integrazione interdisciplinare con altre competenze tecniche. Dopo un inquadramento di acustica fisica e psicofisica, saranno trattati metodi avanzati e tecnologie relativi a: analisi dei segnali acustici; analisi NVH e controllo del rumore nei veicoli (con laboratorio); realtà virtuale acustica applicata a veicoli (con laboratorio); miglioramento del comfort a bordo veicolo. Fanno parte integrante dell'insegnamento conoscenze su strumentazione di misura e norme tecniche italiane ed internazionali.

Contenuti

1. Cenni di Acustica fisica e Psicoacustica

Principali grandezze acustiche (pressione, velocità di particella, velocità del suono, intensità, ecc.) Impedenze acustiche ed analogia elettrica. Equazione delle onde acustiche e sue soluzioni in campo aperto ed in campo chiuso. Onde piane, sferiche, cilindriche, Onde stazionarie. 
Sistema uditivo umano. Cenni ai meccanismi monaurale e binaurale.

2.Richiami di analisi dei segnali audio

Richiami di analisi tempo-continuo/tempo-discreto. Caratteristiche dei segnali sonori. Scala dei decibel. Introduzione all’analisi in frequenza. Spettri. Filtri FIR IIR. Curve di ponderazione. Metriche oggettive e soggettive dei livelli sonori.

3a. Trasduttori elettroacustici e sistemi di acquisizione

Microfoni. Accelerometri. Fonometri. Analizzatori real time e FFT. Misuratori di intensità sonora. Cenni di applicazioni Machine-learning in acustica: Gaussian-Mixtures, K-means clustering, Metriche di valutazione soggettiva. Modelli elettrico, meccanico e acustico di altoparlanti, parametri di Thiele/Small, tipologie di carico acustico.

3b. Interazione suono-materiali

Fenomeni acustici all'interfaccia fluido-solido: assorbimento, riflessione, trasmissione, diffusione. Assorbimento acustico: leggi fondamentali e meccanismi di controllo. Isolamento acustico: leggi fondamentali e meccanismi di controllo. Modelli numerici dei materiali: materiali porosi, risonatori di Helmholtz, elementi vibranti, metamateriali acustici.

4. Generazione e controllo del rumore nei veicoli / Qualità acustica dei veicoli

Rumore di propulsione e di scarico. Rumore d'interazione ruota/strada. Rumore aerodinamico. Vehicle Soundscape. Soluzioni per il controllo del rumore. Descrittori NVH. Misure di potenza sonora ISO 3741. Misure di rumorosità in marcia, pass-by e omologazione veicoli. Influenza della superficie stradale. ISO 362. Esempi su silenziatori e parti meccaniche.
Misura e valutazione di parametri di Sound Quality: Loudness, Sharpness, Roughness, Fluctuation Strength.

5. Acustica virtuale e simulazione

Caratterizzazione acustica di una sorgente sonora (in Laboratorio). Caratterizzazione acustica dell'ambiente (in Laboratorio). Tecniche di riproduzione virtuale (HOA, VBAP, ecc.). Virtualizzazione acustica di un veicolo. Cenni all’approssimazione con raggi sonori (soluzione del problemi di scattering e diffrazione). Modellazione numerica FEM/BEM/FDTD.

Testi/Bibliografia

P Saha, Acoustical Materials: Solving the Challenge of Vehicle Noise, SAE International (R-442), 2021.

ML Munjal, Acoustics Of Ducts And Mufflers, Wiley, 2021.

Y Wang, H Guo, C Yang, Vehicle Interior Sound Quality Analysis, Evaluation and Control, Springer 2023.

U Sandberg, JA Ejsmont, Tyre-road noise reference book, Kisa: Informex, 2002.

LL Beranek (editor), Noise and vibration control, Revised Edition, Institute of Noise Control Engineering, Washington DC, 1988.

L Cremer and HA Müller, Principles and Applications of Room Acoustics (II), Peninsula Publishing, 1984.

J Blauert, Communication Acoustics, Springer, 2005

Metodi didattici

Lezioni frontali e esercitazioni in laboratorio con uso di strumenti di misura/simulazione.

Seminari/Webinar tenuti da esperti del settore

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Discussione di un approfondimento su temi del programma, corredata da applicazione numerica/pratica. L'approfondimento può essere preparato dal singolo studente o da piccoli gruppi (fino a 3 studenti).
Il voto del singolo studente viene perfezionato - a corredo della presentazione - con domande su temi generali del corso. 

Strumenti a supporto della didattica

Lucidi di lezione forniti dal docente (virtuale.unibo.it)

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Dario D'Orazio