En este proyecto se desarrolla una herramienta software aplicable al control activo del ruido. Esta herramienta estará compuesta de un módulo de simulación numérica en elastoacústica, mediante elementos finitos, ejecutable sobre arquitecturas paralelas de Fujitsu, y un interface gráfico conectado al módulo de simulación numérica, ejecutable sobre entorno MS-Windows.

Dado que ambos módulos son desarrollados sobre plataformas distintas, se trata por separado a cada uno de ellos. La coordinación de los dos equipos de trabajo que desarrollarán cada uno de los módulos es responsabilidad del CESGA, de modo que finalmente se obtenga un único producto software, además de las experiencias que se lleven a cabo dentro del desarrollo.

Entidades Colaboradoras.

Este proyecto está financiado por Fujitsu-ICL España S.A., con la coordinación del CESGA y la participación del Departamento de Matemática Aplicada de la Universidad de Santiago de Compostela y el Departamento de Electrónica y Sistemas de la Universidad de A Coruña.

Control activo del ruido: Simulación numérica
Investigador principal

D. Alfredo Bermúdez de Castro, Catedrático de Universidad y Director del Departamento de Matemática Aplicada de la Universidad de Santiago de Compostela.

Equipo de trabajo

Dña. María Rodríguez Nogueiras, Licenciada en Matemáticas y becaria de investigación.

D. Duarte Santamaría Ríos, Licenciado en Matemáticas.

D. Pablo Gamallo Ponte, Licenciado en Física y becario doctoral del Ministerio de Educación y Cultura.

Con la colaboración del Prof. Rodolfo Rodríguez de la Universidad de Concepción (Chile).

Objetivos:

Dentro de este desarrollo, se plantean dos objetivos concretos:

Elaborar códigos para cálculo numérico de vibraciones elastoacústicas, es decir, las que se producen en la interacción de una estructura elástica y un fluido acústico. Estos códigos deberán permitir simular la propagación del ruido en el interior de una cavidad, originado por las vibraciones de la estructura que la delimita.

Utilizar técnicas matemáticas de la teoría del control óptimo para resolver algunos problemas de control activo del ruido.
Los métodos que se pretenden implementar han sido introducidos y/o analizados a lo largo de los últimos años, habiéndose realizado, en algunos casos, su implementación en ordenadores con arquitectura monoprocesador. En este proyecto, se trataría de hacerlo sobre arquitecturas paralelas y, más concretamente, utilizando el ordenador Fujitsu AP3000 del Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA).

Los métodos que se utilizan son los siguientes:

A) Simulación

Formulaciones en desplazamientos o en presión/potencial para el fluido.

Discretización por elementos finitos de Raviart-Thomas tetraédricos y hexaédricos para la formulación en desplazamientos y lagrangianos tetraédricos y hexaédricos para la formulación en presión/potencial.

Métodos iterativos para el cálculo de valores y vectores propios de matrices, del tipo Arnoldi y Lanczos. Se utilizarán bibliotecas propias del Fujitsu AP3000 y de paquetes software libre como ARPACK o PARPACK, enfocados a ordenadores paralelos de memoria distribuida, que utilizan MPI.
B) Control activo

Se estudiará el control activo del ruido mediante técnicas de antirruido. Como variables de control se utilizarán la posición de los altavoces y la amplitud de las señales emitidas, en el caso de ruido de una sola frecuencia. También se explorará el caso en el que se desea amortiguar una banda de frecuencias (banda ancha). En ambos casos la variable a optimizar será la presión en la cavidad o en algunas partes de ésta.
Desde el punto de vista metodológico se utilizará la teoría del control óptimo de sistemas regidos por ecuaciones en derivadas parciales de J.L. Lions.



Visualización científica
Investigador principal

D. Ramón Doallo Biempica, Catedático de Universidad y Director del Departamento de Electrónica y Sistemas de la Universidad de A Coruña.

Equipo de trabajo:

D. Emilio J. Padrón, Licenciado en Informática y becario de investigación.

Dña. Margarita Amor López, Doctora en Física, Profesora Titular de Universidad Interina de la Universidad de A Coruña.

D. Basilio Fraguela Rodríguez, Doctor en Informática, Profesor Titular de Universidad Interino de la Universidad de A Coruña.

Objetivos:

Los objetivos del desarrollo gráfico dentro de este proyecto son:

Realizar un paquete de visualización para el control activo del ruido.

El paquete de visualización deberá ser una herramienta para entorno PC, ejecutable sobre MS-Windows, como un interface de usuario amigable con una curva de aprendizaje mínimo. Algunas de sus funcionalidades más destacadas serán: composición de vistas múltiples, producción de gráficos de alta calidad, control de unidades, escala y display.
En una primera etapa, CESGA proveerá al equipo investigador del interface básico para el desarrollo. A partir de éste, el equipo investigador desarrollará una herramienta específica de postproceso con capacidades de visualización similares a las proporcionadas por paquetes software estándar para la simulación de elementos finitos (i.e. ANSYS, GENESIS).

Coordinación
D. José Antonio Souto González, Doctor en C. Químicas, Administrador de Aplicaciones y proyectos del CESGA.