Avaliação de modelos analíticos para a determinação da absorção sonora de materiais poroelásticos

Abstract

Materiais porosos flexíveis como espuma, lã de vidro e lã de rocha são amplamente utilizados em tratamentos acústicos. Esses materiais apresentam sua capacidade de absorção sonora devido à dinâmica interna que converte a energia sonora e vibracional em energia térmica. As propriedades físicas desses materiais como resistividade ao fluxo, módulo de elasticidade, porosidade, tortuosidade, fator de perda e coeficiente de Poisson podem ser obtidas experimentalmente e utilizadas nas simulações da absorção sonora. Foram considerados os modelos analíticos de Ingard e de Biot-Dazel para a propagação de ondas em meios porosos e fibrosos. As propriedades físicas macroscópicas de três materiais, melamina, lã de rocha e fibra de vidro, com diferentes densidades foram determinadas experimentalmente. A absorção sonora foi medida em tubo de impedância e comparada com resultados analíticos. As curvas analíticas pelo modelo de Biot Dazel apesentaram melhor concordância com as curvas experimentais que as curvas analíticas geradas pelo modelo de Ingard. A fim de verificar o efeito do ar nos poros dos materiais, o módulo de elasticidade foi determinado com as amostras posicionadas em um ambiente com vácuo, indicando pequena variação do módulo quando na presença do ar. Quando a velocidade relativa do fluido em relação à estrutura è nula, a curva de absorção apresenta um valor mínimo em uma frequência específica. Este efeito foi observado nas curvas experimentais e analíticas <br>