Abstract:
CONDITION FOR PUBLICATION OF PROJECT. This project addresses low-frequency noise control through the design of acoustic metamaterials. The objective is to characterize the acoustic absorption curves of resonant geometries that can be manufactured using 3D printing. The hypothesis is that finite element modeling (FEM) can accurately predict acoustic behavior and that manipulating geometric parameters allows for tuning maximum attenuation at specific frequencies. To develop the project, various metamaterial geometries based on the Helmholtz resonator were modeled using CAD software. Subsequently, a harmonic analysis was performed in ANSYS to simulate the acoustic response and determine the absorption coefficient of each design. The main results were sound absorption curves as a function of frequency, identifying the maximum attenuation peaks for each geometric configuration. A direct correlation was established between the dimensions of the resonator (cavity volume, neck diameter) and the resonance frequency predicted by the FEM model. It is concluded that FEM simulation-based design is a viable and effective tool for developing customized acoustic metamaterials, and that these represent an optimized alternative to conventional absorbent materials.
Keywords: Sound absorption, Metamaterials, FEM simulation, Helmholtz resonator, 3D printing
Description:
CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTO. En este proyecto se aborda el control de ruido en bajas frecuencias a través del diseño de metamateriales acústicos. El objetivo es caracterizar las curvas de absorción acústica de geometrías resonantes fabricables mediante impresión 3D. La hipótesis sostiene que la simulación por elementos finitos (FEM) puede predecir con precisión el comportamiento acústico y que la manipulación de parámetros geométricos permite sintonizar la máxima atenuación a frecuencias específicas. Para el desarrollo del proyecto, se modelaron diversas geometrías de metamateriales basadas en el resonador de Helmholtz utilizando software CAD. Posteriormente, se ejecutó un análisis armónico en ANSYS para simular la respuesta acústica y determinar el coeficiente de absorción de cada diseño. Como resultados principales, se obtuvieron las curvas de absorción sonora en función de la frecuencia, identificando los picos de atenuación máxima para cada configuración geométrica. Se estableció una correlación directa entre las dimensiones del resonador (volumen de cavidad, diámetro del cuello) y la frecuencia de resonancia predicha por el modelo FEM. Se concluye que el diseño basado en simulación FEM es una herramienta viable y eficaz para desarrollar metamateriales acústicos a medida, y que estos presentan una alternativa optimizada frente a los materiales absorbentes convencionales.