Evaluación de la dispersión sonora en metadifusores mediante simulación en COMSOL

Abstract

El siguiente trabajo se realizó en busca de los coeficientes de dispersión y absorción sonora en metamateriales basados en el modelo de residuo cuadrático y su posterior análisis ya que son empleados en la acústica de salas para generar difusión sonora en un recinto. Mediante el uso de la herramienta de simulación de fenómenos físicos COMSOL Multiphysics se pudo generar predicciones necesarias y se realizó una validación de los modelos de los metadifusores con los resultados del modelo de un panel sencillo como una pared plana. Además, se realizó una comparación entre los resultados del metadifusor con un difusor QRD ambos diseñados para trabajar en 500 Hz. Para obtener los resultados se utilizó el método de elementos finitos FEM que define el campo sonoro al interior de la geometría de la PML. Los resultados se presentan gráficamente para cada modelo; entre ellos están la difusión, impedancia, el coeficiente de absorción, coeficiente de reflexión y coeficiente de dispersión sonora. A partir de los resultados se puede llegar a la conclusión de que utilizar un metadifusor QR es beneficioso, ya que refleja el sonido de manera dispersa evitando reflexiones especulares en frecuencias bajas mejor que un difusor QRD, que si presenta reflexiones especulares. Además, su estructura tiene un espesor inferior al de los difusores tradicionales otorgándole una razón para seleccionarlos en el uso de paneles en acústica de salas, ya que se puede destinar menos espacio al situarlo sobre una pared de cualquier recinto en el cual se busque un sonido disperso y difuso.