Mecánica Estructural. Acústica

Segundo semestre (4,5 créditos)

Impartida por: Eduardo González, Carlos David González Gómez, Rubén Picó Vila y Rafael Serra Giménez.

La asignatura está dedicada a las interfaces físicas y herramientas específicas de los Módulos de Mecánica Estructural y de Acústica, que se añaden a la instalación principal de COMSOL Multiphysics.

El Módulo de Mecánica Estructural es un complemento muy importante de la plataforma COMSOL Multiphysics. Le brinda herramientas de modelado y funcionalidades adaptadas para analizar el comportamiento mecánico de estructuras sólidas. Las áreas de aplicación incluyen Ingeniería Mecánica, Ingeniería Civil, Geomecánica, Biomecánica y Dispositivos MEMS. Podemos usarlo, por ejemplo, para realizar análisis avanzados sobre esfuerzos, deformaciones, rigidez, flexibilidad, frecuencias naturales de vibración, respuesta a cargas dinámicas, inestabilidad por pandeo, etc. Las capacidades multifísicas nos permiten ampliar aún más los modelos de Mecánica Estructural mediante el acoplamiento con transferencia de calor, campos electromagnéticos, flujo de fluido, etc,  siempre dentro del entorno de simulación habitual de COMSOL Multiphysics.

El Módulo de Acústica sirve para modelar el comportamiento acústico de una infinidad de productos y diseños. Se usa para estudiar y predecir factores como la calidad del sonido y el rendimiento de la reducción de ruido en dispositivos que involucran fenómenos acústicos. Proporciona herramientas especializadas de acústica y vibraciones para aplicaciones como: altavoces, dispositivos móviles, micrófonos, silenciadores, sensores, sondas, caudalímetros de ultrasonidos, auditorios, etc. Las capacidades multifísicas nos permiten el acoplamiento con otras áreas y fenómenos físicos, como son la mecánica estructural, la piezoelectricidad y el flujo de fluidos. Este entorno multifísico se amplía con varios métodos numéricos específicos, que comprenden el método de elementos finitos (FEM), el método de elementos de contorno (BEM), el trazado de rayos y el método de elementos finitos de Galerkin discontinuo (dG-FEM).

Comenzaremos repasando los conceptos fundamentales de mecánica estructural y acústica, incluyendo las diferentes ecuaciones constitutivas de material y las diferentes condiciones de contorno. Posteriormente, estudiaremos y practicaremos su implementación en el modelado mediante las interfaces físicas disponibles. También trataremos en profundidad los problemas de contacto y los acoplamientos multifísicos, entre los que se encuentran los casos importantes de las interacciones fluido-estructura y estructura-acústica.

    • Fundamentos teóricos de Mecánica estructural y Acústica.
    • Métodos y funcionalidades básicas de modelado en Mecánica estructural y Acústica.
    • Mecánica de sólidos.
    • Lámina, Placa, Membrana, Viga y Celosía.
    • Sección transversal de viga.
    • Interfaces preestablecidas de multifísica.
    • Interacción fluido-estructura.
    • Acústica de Presión.
    • Ondas Elásticas.
    • Ultrasonidos.
    • Aeroacústica y Acústica Termoviscosa.
    • Acústica Geométrica
    • Acústica en Conductos.
    • Interacción estructura-acústica.

Imagen obtenida utilizando el software COMSOL Multiphysics® y cedida por cortesía de COMSOL. Image made using the COMSOL Multiphysics® software and is provided courtesy of COMSOL.

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