Diseño y simulación numérica de metamateriales acústicos y arreglos de fuentes sonoras

El proyecto busca explorar dos áreas temáticas sobre las que tenemos capacidad de crear conocimiento aplicable: metamateriales acústicos y refuerzo sonoro mediante múltiples transductores. Con metamateriales pueden diseñarse placas que permitan aislar, absorber o difundir el sonido. La operación con múltiples transductores permite lograr mejoras en el refuerzo sonoro en grandes espacios, manteniendo la claridad y separabilidad de las fuentes sonoras. Ambos campos pueden ser explorados mediante simulación numérica. Los metamateriales son estructuras artificiales compuestas de pequeños fragmentos que se comportan como un único material con propiedades no convencionales, trabajando con dimensiones son mucho menores que la longitud de onda. Esto se da en contraposición con enfoques tradicionales. Permiten operar en una escala adecuada para la posterior fabricación de placas acústicas y para el desarrollo de prototipos por impresión 3D. Las propiedades de los metamateriales pueden ser definidas y diseñadas por simulación y medición de pequeñas muestras, convirtiendo al tema en algo sumamente adecuado para la posterior realización de prototipos mediante impresión 3D. El objetivo respecto a este punto es el de realizar simulaciones por métodos numéricos que permitan diseñar y evaluar las características acústicas de metamateriales aislantes, absorventes y difusores. Por su parte, los arreglos de transductores permiten un gran control del campo sonoro emitido. El procesamiento independiente de cada transductor de un arreglo múltiple no resultaba sencillo varias décadas atrás porque requiere del uso de poderosos sistemas informáticos y de procesamiento de señales para afectar individualmente en tiempo real la señal enviada a cada transductor. El proyecto combina ambas áreas temáticas. Por una parte, porque tanto los metamateriales como los arreglos de transductores requieren la utilización de similares herramientas informáticas de simulación numérica. Por otra, porque mediante la simulación de arreglos de transductores que generen complejos campos sonoros podremos explorar nuevos modos de evaluar las características acústicas de los metamateriales ante campos sonoros complejos. Nuestra intención es comenzar a dominar el know how del tema de metamateriales tomando información de diseños reportados en el estado del arte y simular su comportamiento mediante dos métodos numéricos diferentes: el método de los elementos finitos y el método pseudoespectral del espacio k.

CODIGO: 33A0V014

Director: Petrosino, Jorge
Codirectores: Canalis, Lanina / Ruíz, Rodrigo
Investigadores: Lizaso, Georgina / Donato, Martín / Fernández, Damián
Adscriptos: Kuri, Antonio / Cassais Dassie, Nicolás / Bonino Reta, Héctor
Becario: Landini, Lucas 
Estudiante: Baimler, Gabriel