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    Diseño óptimo para la inobservabilidad acústica en el agua

    Crédito:Pixabay / CC0 Public Domain

    Hasta ahora, sólo fue posible optimizar una estructura de camuflaje acústico para el ambiente aéreo. Sin embargo, con esta última investigación, "Capa acústica diseñada por optimización de topología para sistemas acoplados acústico-elásticos, "publicado en la última Letras de física aplicada, es posible diseñar una capa acústica para entornos submarinos.

    En la optimización topológica convencional del camuflaje acústico, el método de diseño se basó en un análisis que aproximaba un cuerpo elástico en el aire como un cuerpo rígido. Sin embargo, dado que la aproximación es válida solo para materiales que son lo suficientemente rígidos y densos, como el metal en el aire, había pocas opciones de materiales además del metal. Es más, era imposible diseñar una capa acústica en el agua mediante el método de aproximación.

    En este estudio dirigido por Garuda Fujii de la Universidad Shinshu, el grupo desarrolló la optimización de la topología basada en el análisis de elementos finitos de la propagación de ondas acústicas-elásticas acopladas. Considerando la interacción entre la vibración del cuerpo elástico y la onda sonora en el cálculo de optimización, ahora es posible seleccionar el material que constituye la capa acústica de ABS ligero y otros materiales y diseñar la capa acústica para su uso en el aire y el agua. Es más, el grupo diseñó con éxito capas acústicas de banda de frecuencia ancha optimizadas respectivamente para cada entorno, aéreo y subacuático.

    Esta novedosa investigación ha permitido seleccionar los materiales constituyentes de la capa acústica y el medio ambiente acústico circundante (aéreo o submarino) con un alto grado de funcionalidad. Se espera que las funciones del camuflaje acústico se amplíen considerablemente.

    Norma cuadrada de presión sonora en el agua alrededor de una capa acústica diseñada durante la optimización de la topología. Crédito:Garuda Fujii, Instituto de Ingeniería, Universidad Shinshu, Japón
    Presión sonora en el agua alrededor de una capa acústica diseñada durante la optimización de la topología. Crédito:Garuda Fujii, Instituto de Ingeniería, Universidad Shinshu, Japón
    Evolución estructural de una capa acústica multidireccional para sonido transmitido por el agua durante la optimización de la topología basada en CMA-ES. Crédito:Garuda Fujii, Instituto de Ingeniería, Universidad Shinshu, Japón



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