Project 181: Golfveldsynthese en Akoestische Holografie

 --------------------------------------------------------------------------------

Datum bijeenkomst:
woensdag 22 november 2006
 
Titel:
Golfveldsynthese en Akoestische Holografie
 
Sprekers:
Diemer de Vries (Vakgroep Akoestiek TU Delft) en Bert Roozen (Philips Applied Technologies, Eindhoven)
 
Locatie:
TU Delft, Lab. voor Technische Natuurkunde
Lorentzweg 1
2628 CJ Delft
 
Tijd:
20:00 uur (vanaf 19:30 koffie)
 
Openbaar vervoer:
Trein naar Delft Centraal, bus lijn 129. Zie verder http://www.9292ov.nl/.
 
Per auto:
Afslag Delft-Zuid, richting TU-wijk. Eind afrit rechtsaf, Schoemakerstraat. Tweede weg links, Stieltjesweg. Aan eind rechtsaf en direct weer rechtsaf ligt het parkeerterrein van Technische Natuurkunde. Zie verder ANWB routeplanner.
 
Contactpersoon:
Diemer de Vries (zie bestuur).
 
Aanmelden:
Bij voorkeur aanmelden via de website. Of stuur de antwoordstrook per post of fax naar de secretaris.

Samenvatting
Bij golfveldsynthese wordt geluid dat op een bepaalde plaats is geproduceerd in een andere omgeving weergegeven met behulp van luidsprekerarrays. Bij akoestische holografie wordt het gemeten geluidveld 'teruggerekend' naar de bron, zodat het trillingspatroon in kaart kan worden gebracht. De twee technieken hebben heel verschillende toepassingen, maar zijn in mathematisch-fysisch opzicht sterk verwant: beide zijn gebaseerd op golfveldextrapolatie.

Golfveldextrapolatie: schuiven met golven - Diemer de Vries
Bij geluidweergave met behulp van golfveldsynthese, de principes zijn intussen algemeen bekend maar zullen tijdens de lezing nog eens worden samengevat, wordt het geproduceerde of gesimuleerde geluid op een natuurlijke manier 'verschoven' naar de plaats van de luidsprekerarrays.

Om het trillingspatroon van een systeem, b.v. een machine, een luidsprekerconus, een muziekinstrument, te leren kennen zou je dat eigenlijk rechtstreeks willen meten met een laservibrometer of trillingsopnemers. Helaas is het vaak technisch of praktisch onmogelijk om zulke metingen uit te voeren. Akoestische holografie kan dan een oplossing zijn: op enige afstand wordt het afgestraalde geluid gemeten en daarna 'teruggeschoven' naar de bron zodat het trillingspatroon zichtbaar wordt.

Dit 'schuiven' heet wat plechtiger extrapoleren. Het kan zowel voorwaarts (zoals meestal bij golfveldsynthese) als invers (zoals bij akoestische holografie) worden toegepast. De theorie erachter, gebaseerd op het principe dat onze landgenoot Christiaan Huygens in 1690 formuleerde, is wiskundig uitgewerkt door grootheden als Kirchhoff en Lord Rayleigh.

In deze inleidende voordracht zal worden getracht de boeiende fysica achter deze technieken ook voor de niet-specialist duidelijk te maken. Bovendien worden enkele recente toepassingen van golfveldsynthese besproken.

Meer informatie is te vinden op: http://www.soundcontrol.tudelft.nl


Dr. ir. Diemer de Vries (Weststellingwerf, 1945) studeerde Technische Natuurkunde aan de TU (toen TH) Delft, waar hij promoveerde en tot heden is 'blijven hangen'. Hij combineert zijn werk als Universitair Hoofddocent in de vakgroep Akoestiek met bezigheden als een docentschap aan de opleiding 'Art of Sound' van het Haags Conservatorium, gastlessen aan de TU van Ilmenau (Thuringen, D.), het bestuurslidmaatschap van de Nederlandse AES-sectie en het bespelen van de contrabas. In Delft coördineert hij de research op het gebied van de ruimte-akoestiek, inclusief elektro-akoestische oplossingen gebaseerd op golfveldsynthese (WFS). Hij is fellow van de AES.

Akoestische holografie in de praktijk - Bert Roozen
Bronlocalisatie middels akoestische holografie verovert steeds meer terrein in de akoestische wereld, met name in het vakgebied 'noise control engineering'. Philips Applied Technologies past deze techniek toe voor de visualisatie van geluid dat wordt afgestraald door elektronische producten zoals het gewenste geluid van een mobiele telefoon of het ongewenste geluid van een MRI (Magnetic Resonace Imaging) scanner.

 Bij akoestische holografie wordt langs een tweedimensionaal (gekromd of recht) vlak een akoestische opname verricht in de directe nabijheid van het geluidafstralend lichaam. Uit de gemeten akoestische signalen is men in staat om het akoestische veld op een willekeurig ander vlak te reconstrueren, gebruikmakend van de geluidvoortplantingsvergelijkingen (de golfvergelijkingen). Hierbij wordt het akoestische veld op het oppervlak van het geluidsafstralend lichaam gereconstrueerd, om zo de bronnen van het afgestraalde geluid zichtbaar te maken.

Philips is een van de weinige bedrijven die nearfield akoestische holografie toepast op kleine producten, zoals een mobiele telefoon, waarbij een spatiele resolutie van fracties van millimeters wordt gehaald. Daarnaast wordt de techniek door Philips ook toegepast op grotere producten, zoals een kamergrote MRI scanner. In de voordracht zullen beide toepassingen van akoestische holografie worden besproken.

Prof. dr. ir. Bert Roozen (Alkmaar, 1962) studeerde Werktuigbouwkunde aan de Technische Universiteit Eindhoven, waar hij in 1986 met lof is afgestudeerd. Van 1986 tot 1995 was hij werkzaam bij Fokker Aircraft als 'specialist rekenmethoden'. Tijdens dit dienstverband bij Fokker heeft hij zijn promotieonderzoek uitgevoerd dat gericht was op het voorspellen van de geluidtransmissie door vliegtuigrompwanden. Hij is in 1992 gepromoveerd. Van 1995 tot 1998 was hij verbonden aan het Natuurkundig laboratorium van Philips (Natlab), waar hij onderzoek deed naar lawaaibestrijding van MRI systemen. In 1998 stapte hij over naar Philips Applied Technologies (voorheen Philips CFT). Momenteel is hij bij 'Apptech' werkzaam als 'chief technologist acoustics'. Sinds 2003 is hij tevens deeltijd hoogleraar 'acoustics and control' aan de Technische Universiteit Eindhoven.