Yapısal sistemlerde titreşim ve akustik dalgaların tekil değerlere ayrıştırma yöntemi ile adaptif kontrolü

Abstract

Mühendislik sistemlerinde ses ya da titreşim kaynakları nedeniyle meydana gelen elastik dalgalar bozucu veya tahrip edici durumlara neden olabilmektedir. Bu durumun önüne geçebilmek için kullanılan önemli yaklaşımlardan biri aktif kontrol olarak adlandırılmaktadır. Aktif kontrol kavramı en genel tanımıyla, ses veya titreşim etkileri nedeniyle katı, sıvı veya gaz ortamlarında oluşan elastik dalgaların kontrol edilmek istenen büyüklüklerini, genlik, faz veya frekansları değiştirilmiş diğer dalga ya da dalgaları aynı ortama uygulayarak minimize etme işlemidir. Bahsedilen operasyonların gerçekleştirilebilmesi için dalgaların kontrol edilmek istenen büyüklüklerinin belirli sınırlar içinde algılanması ve algılanan büyüklere göre uyarlanan yapay dalgaların sisteme geri besleme ya da ileri besleme ile tekrar dahil edilmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında gürültü kontrolünün gerçekleştirilebilmesi için titreşim kontrol kaynakları ile akustik algılama yöntemleri tercih edilmiş ve üç bölümden oluşan bir iş akışı planlanmıştır. İlk bölümde, yapısal eleman ve akustik alan arasında modal bağlaşım yürütücü denklemleri elde edilmiş ve uygun sınır şartları belirlenerek oluşturulan modelin hata kriteri tespit edilmiştir. İkinci bölümde sistem parametreleri hata kriterine göre tekil değerlere ayrıştırma kullanılarak optimize edilmiş, sonlu elemanlar modeli ile doğrulanmış ve elde edilen veriler aktif kontrol sisteminin yapılandırılmasını sağlamıştır. Üçüncü bölümde ise deneyler yürütülmüştür. Deneyde kullanılan metal elemanlar kontrol ortamında yapay olarak oluşturulmuş gürültü seviyelerine maruz bırakılmıştır. Titreşim halindeki yapı nedeniyle kapalı boşlukta meydana gelen ses seviyeleri sistem içerisine yerleştirilen kalibrasyon mikrofon düzenleri ile ölçülmüş ve bu büyüklüklere göre oluşturulan dalgalar sisteme beslenmiştir. Elde edilen bulguların ayrıntılı olarak analizi ve değerlendirilmesi sonucunda kontrol sistem parametreleri optimizasyonu, sonlu elemanlar modeli ve deneysel verilerin birbirleriyle uyumlu olduğu tespit edilmiş ve kurulan aktif gürültü kontrolü sisteminde ses basınç seviyelerinde 17 – 20 dB azalma sağlandığı görülmüştür.