Edmundo Guimarães de Araújo Costa
Título
Propagação de Ondas Acústicas em Ambientes Contendo Obstáculos Usando o Método dos Elementos de Contorno
Resumo
Este trabalho trata da propagação de ondas acústicas em ambientes diversos contendo obstáculos, considerando as seguintes simplificações: a fonte acústica é harmônica no tempo, a velocidade do som é constante e o meio é homogêneo e está em repouso, na ausência de perturbação. A equação que governa este tipo de problema é conhecida na literatura, como a equação de Helmholtz, deduzida a partir da equação da onda escalar linear no domínio do tempo, através da transformada de Fourier. É apresentada a formulação clássica do Método dos Elementos de Contorno (MEC), no domínio da freqüência. A condição de contorno na superfície livre é incorporada na solução fundamental, considerando que essa solução satisfaça a condição de radiação de Sommerfeld no infinito. No final, são apresentadas aplicações numéricas em barreiras acústicas e águas rasas com mudanças no fundo do mar. São utilizadas formulações do MEC com outras funções de Green e soluções analíticas encontradas na literatura, com a finalidade de validar resultados numéricos para essa classe de problema.
Abstract
This work deals with the acoustic wave propagation in diferent environments with obstacles, considering the following simplifications: the acoustic source is timeharmonic, the sound velocity is constant and the medium, in the absence of perturbations, is quiescent. The governing equation for this problem is known in literature as the Helmholtz equation, derived from the scalar wave equation in time-domain by the Fourier transform. The Boundary Element Method (BEM) classical formulation at the frequency-domain is demonstrated. The boundary conditions at the free surface are incorporated within the fundament solution, which satisfies the Sommerfeld condition at infinity. Finally, numerical applications in acoustic barriers and shallow water with change at the seabed are presented. BEM formulations using other Green’s functions and analytical solutions are employed in order to assess the numerical results.
