Akustik malzemenin sayısal analizler ve deneysel çalışmalar ile ses yutumu korelasyonu
Sound absorption coefficient correlation between experimental studies and numerical analyzes
Yazar: TURGUT GENCAY BAKTIR
Danışman: PROF. DR. İSMAİL AHMET GÜNEY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Otomotiv Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Otomotiv sektörünün gelişen teknolojilere uyum sağlamasıyla birlikte, müşteri beklentilerinin en iyi şekilde karşılanması endüstrinin temel gayelerinden olmuştur. Müşteri beklentileri kalite algısıyla doğrudan ilişkili olduğundan piyasaya sürülen araçların birçok konuda kaliteye sahip olması beklenilmektedir.
Kalite beklenilen konuları araç özellikleri olarak genişletmek mümkündür. Bu özellikler araç performansı, yakıt tüketimi, araç dayanımı, ergonomi, geometrik dizayn unsurları, araç dinamiği, multimedya sistemler, araç dışı gürültü ve araç içi gürültü gibi başlıca başlıklardır. Araç içi gürültü seviyesi yolculuk esnasında araçtaki insanların doğrudan kolaylıkla etkilenebileceği bir kalite parametresidir. Araç içerisine giren rüzgar gürültüsü, yol gürültüsü, motor gürültüsü, aracın güç aktarma organlarından gelen sesler müşteri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Konfor anlamında temeli oluşturan bu gürültüler aynı zamanda müşterinin seçim kriterleridir.
Gürültü sorununu çözmek üzere sesin kaynağı üzerinde çalışmalar yapılabilmektedir. Her bir parça bazında gelişen teknolojiye ayak uydurularak minimum ses seviyelerine düşmek çözüm arayışlarından biridir. Bir diğeri ise mevcut sesin aktarılması sırasında soğrulması üzerine kuruludur. Akustik malzemelerin özelliklerinden faydalanılarak ses kaynağından sesin ulaşacağı araç içerisine kadar olan kısımda bu malzemeler kullanılarak ses seviyesinde düşüme gidilir.
Her ne kadar başlıca hedefler arasında kalite yer alsa da beraberinde getirdiği maliyetler de otomotiv sektörü için kritik konuların başında gelmektedir. Mühendisliğin temelinde yatan optimumu bulma gayreti bu konuda da karşımıza çıkmaktadır. Araç içi gürültü seviyesinden ödün vermeden, minimum maliyetle, araç dinamiğini etkilemeden ve yakıt tüketimini artırmadan neler yapılabileceği hakkında çalışmalar yürütülmektedir.
Akustik malzemelerin özelliklerinin bilinmesi ve performansının gözlemlenebilmesi için çeşitli test ekipmanlarından faydalanılmaktadır. Bu ekipmanların verdiği sonuçlar doğrultusunda tasarım girdileri oluşmaktadır. Akustik iyileştirme hedeflenirken bu test sonuçlarının her birine ulaşmak düşünüldüğü kadar kolay olmamaktadır. Herşeyden önce çok yüksek maliyetlerde olan ekipmanların alınması gerekmektedir. Bu ekipmanların çalıştırılması için iş gücüne ihtiyaç duyulmaktadır. Testlerin yapılabilmesi için akustik malzemelerin temini beklenilmek zorundadır. Uzun zamanlar sonunda testler gerçekleştirilir ve sonuçlarına göre araç üzerinde uygulanılması planlanan malzemeler şekillenir.
Bu tezde, öncelikle teorik alt yapı için temel ses bilgileri incelenecektir. Ardından sayısal analiz metodları üzerinde irdelemeler yapılacaktır. Tezin amacı doğrultusunda maliyetlerin minimize edilerek beklenilen kaliteye erişilmesi anlamında akustik malzemelerin ses yutum özelliklerinin irdelenmesi yer almaktadır. Test maliyetlerinden ve zaman kayıplarından korunabilmek üzere vibroakustik simulasyon yazılımı kullanılarak test sonuçlarına ne derece yakınsanabildiği incelenecektir. Bu kapsamda alfa kabin test sonuçları ile empedans tüpü test sonuçları toplanacaktır. VA One (Vibro akustik simulasyon yazılımı) içerisinde modellenecek olan alfa kabin içerisinde analizler yapılıp modeller çalıştırılacaktır. Elde edilen sonuçlar kıyaslandırıldığında araç tasarımı yapılırken henüz parçalar somut olarak yokken tasarım girdilerini VA One'dan almanın akustik anlamda ne gibi sonuçlar vereceği gözlemlenecektir.

Abstract:
Along with the adaptation of the automotive industry to evolving technologies, the best way to meet customer expectations has been the main goal of the industry. Since customer expectations are directly related to the quality perception, it is expected that vehicles marketed to the market will have quality in many terms.
It is possible to extend the quality expected subjects to vehicle characteristics. These are the main topics such as vehicle performance, fuel consumption, durability, ergonomics, geometric design elements, vehicle dynamics, multimedia systems, interior and exterior quietness. Interior noise level is a quality parameter that can be easily affected directly by the people in the vehicle during the drive. The wind noise, the road noise, the noises of the engine entering the vehicle, the sounds coming from the power train have an important effect on the customer. These are the main criterias of choosing which vehicle to buy by a customer.
It is possible to work on the sound source to solve the noise problem. It is one of the search for solutions to decrease to the minimum sound levels by keeping up with the technological advances that develop on each piece. The other one is based on the absorption of the sound while transferring it. Utilizing the properties of the acoustic materials, it is obtained to decrease the level of the noise from the source to the interior of the vehicle. Although quality is among the main objectives, the costs are also at the top of the critical issues for the automotive sector. The challenge of finding the optimum that lies at the base of engineering is also a challenge in this respect. Efforts are being made on what can be done without compromising the interior quietness, at minimum cost, without affecting vehicle dynamics and without increasing fuel consumption. Various test equipments are used to know the characteristics of the acoustic materials and to observe its performance. As a result of these equipments, design inputs are formed. Achievement of each of these test results is not easy to achieve when acoustic improvement is targeted. First of all, equipments at very high cost are required. There is a need for labor to operate these equipments. In order for the tests to be carried out, the delivery of the acoustic materials must be expected. After long time tests are carried out and the materials planned to be applied on the vehicle are shaped according to the results.
In this thesis, basic sound information will be examined primarily for the theoretical infrastructure. Subsequently, numerical analysis methods will be discussed. Examination of the sound absorption characteristics of acoustic materials means that the expected quality is achieved by minimizing the costs in the direction of the thesis. It will be examined how close it is to test results using vibroacoustic simulation software to protect against test costs and time loss. In this scope, alpha cabinet test results and impedance tube test results will be collected. In the VA One (Vibro acoustic simulation software), the analysis will be done in the alpha cabinet to be modeled and the models will be operated. When the results obtained are compared, it will be observed what the acoustic consequences of taking the design inputs from the VA One will be observed while the vehicle is being designed and the parts are not yet present.