Una aproximación al manejo de Markdown como método para la gestión de la reproductibilidad de los experimentos.

Introducción

La simulación acústica por computadora es una herramienta útil para predecir el campo sonoro resultante en diversas situaciones. En este post se describen brevemente las formas más conocidas de modelado junto con sus ventajas y limitaciones.fuente.

Ecuación de Ondas

La acústica es la rama de la física que estudia el sonido, sus causas, fuentes y medio de propagación.

Se considera el sonido como una vibración que se propaga generalmente por medio de un fluido.

Este se debe a la perturbación de la presión en un medio elástico capaz de comprimirse, dicha perturbación se transmite a los puntos adyacentes .

Las ondas unidimensionales, son ondas longitudinales confinadas en un conducto que tienen la característica de poseer en todos los puntos de una sección transversal el mismo estado acústico.

"La primera hipótesis es considerar el aire, que es el medio de propagación, como un gas perfecto, por lo que se cumple la ecuación fundamental de los gases."

Para entender la utilidad de simular. Supongamos una construcción de un teatro donde la reproducción de música o la inteligibilidad de la palabra tengan un rol significativo.

Además de pretender que se vea bien, el arquitecto o equipo de diseño buscará satisfacer ciertos parámetros que garanticen un entorno sonoro agradable, por ejemplo:

• tiempo de reverberación controlado,
• densa distribución modal,
• etc.

Además de los factores anteriores se debe tomar fuertemente en cuenta:

• la geometría del lugar,
• materiales,
• distribución de los parlantes (si los hay),
• y otros detalles estructurales.

En este caso, las simulaciones ahorran mucho dinero y ayudar a tomar decisiones.

La simulación basada en resolver la ecuación de onda es la más detallada y precisa, aunque también es la más costosa. Se usa cuando es necesario estudiar el campo acústico en cada punto del espacio con máxima precisión.

Esto permite conocer no sólo la presión sonora sino también la fase en todos los puntos, dato que resulta de vital importancia cuando se quiere estudiar la interacción entre fuentes o comportamientos modales.

Este tipo de análisis se suele hacer sobre elementos puntuales y es de mayor utilidad cuando la longitud de onda de la frecuencia de interés tiene un tamaño mayor o comparable con el objeto físico.

Cuando las longitudes de onda son pequeñas comparadas con las dimensiones del objeto con que interactúan, el método anterior comienza a ser poco práctico y es necesario reducir el “zoom” de análisis para no perder de vista el objetivo global.

Esto da lugar a modelos simplificados como el de acústica geométrica.

La acústica geométrica se basa en suponer que el sonido se comporta como la luz, entonces, una fuente sonora omnidireccional dispara haces de sonido en todas las direcciones.

Estos haces se reflejan especularmente en superficies lisas y se difractan en superficies irregulares.

En cada reflexión pierden energía proporcional a la absorción de la superficie o a la cantidad de fracciones en que se difractó hasta que finalmente se desvanecen.

Sin embargo, luego de un corto tiempo, la cantidad de reflexiones aumenta considerablemente y el cálculo se vuelve complejo y pierde precisión.

En otras palabras, el campo sonoro pasa a ser difuso y el método de rayos impracticable.

Para esta última situación se puede recurrir al modelo de acústica estadística, en el cuál se utilizan funciones (Ecuación de Sabine , por ej. ) que, alimentadas con información del recinto a analizar, pueden predecir sus características acústicas.

Con este método también es posible calcular modos normales de salas con geometría simple. La fortaleza de este método es justamente su simplicidad de cálculo, pero sus condiciones de uso son rígidas y acotadas.

La mayoría de los software comerciales no utilizan un único modelo, sino que combinan todos de la forma más óptima para lograr una buena relación entre velocidad de cómputo y veracidad en la predicción.

Modelado de ondas en R

Onda modelada dentro de R usando el paquete seaweed del canto de un corneater.

Separación de la onda en sus faces fundamentales .

Comparación de las faces fundamentales y su ventana de tiempo.

Análisis de la envolvente

Análisis de las frecuencias instantáneas

Espectro completo y espectro promedio

Espectrograma

Espectrograma modificado

Frecuencia

Frecuencia dominante

Frecuencia dominante con ruido de fondo

Frecuencia fundamental

Correlacion cruzada

No hay nada nuevo bajo el Sol; Pero cuántas cosas viejas hay que no conocemos.