Neste proxecto desenvólvese unha ferramenta software aplicable ó control activo do ruido. Esta ferramenta estará composta dun módulo de simulación numérica en elastoacústica, mediante elementos finitos, executable sobre arquitecturas paralelas de Fujitsu, e un interface gráfico conectado ó módulo de simulación numérica, executable sobre entorno MS-Windows.

Dado que ambos módulos son desenvolvidos sobre plataformas distintas, trátase por separado a cada un deles. A coordinación dos dous equipos de traballo que desenvolverán cada un dos módulos é responsabilidade do CESGA, de xeito que finalmente se obteña un único producto software, ademáis das experiencias que se leven a cabo dentro do desenvolvemento.

Entidades Colaboradoras.

Este proxecto está financiado por Fujitsu-ICL España S.A., coa coordinación do CESGA e a participación do Departamento de Matemática Aplicada da Universidade de Santiago de Compostela e o Departamento de Electrónica e Sistemas da Universidade da Coruña.

Control activo do ruido: Simulación numérica

Investigador principal

D. Alfredo Bermúdez de Castro, Catedrático de Universidade e Director do Departamento de Matemática Aplicada da Universidade de Santiago de Compostela.

Equipo de traballo

Dña. María Rodríguez Nogueiras, Licenciada en Matemáticas e bolseira de investigación.

D. Duarte Santamaría Ríos, Licenciado en Matemáticas.

D. Pablo Gamallo Ponte, Licenciado en Física e bolseiro doutoral do Ministerio de Educación y Cultura.

Coa colaboración do Prof. Rodolfo Rodríguez da Universidad de Concepción (Chile).

Obxectivos:

Dentro deste desenvolvemento, plantéxanse dous obxectivos concretos:

Elaborar códigos para cálculo numérico de vibracións elastoacústicas, é dicir, as que se producen na interacción dunha estructura elástica e un fluido acústico. Estes códigos deberán permitir simular a propagación do ruido no interior dunha cavidade, orixinado polas vibracións da estructura que a delimita.

Utilizar técnicas matemáticas da teoría do control óptimo para resolver algúns problemas de control activo do ruido.
Os métodos que se pretenden implementar foron introducidos e/ou analizados ó longo dos últimos anos, téndose realizado, nalgúns casos, a súa implementación en ordenadores con arquitectura monoprocesador. Neste proxecto, trataríase de facelo sobre arquitecturas paralelas e, máis concretamente, utilizando o ordenador Fujitsu AP3000 do Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA).

Os métodos que se utilizan son os seguintes:

A) Simulación

Formulacións en desprazamentos ou en presión/potencial para o fluido.

Discretización por elementos finitos de Raviart-Thomas tetraédricos e hexaédricos para a formulación en desprazamentos e lagrangianos tetraédricos e hexaédricos para a formulación en presión/potencial.

Métodos iterativos para o cálculo de valores e vectores propios de matrices, do tipo Arnoldi y Lanczos. Utilizaranse bibliotecas propias do Fujitsu AP3000 e de paquetes software libre como ARPACK ou PARPACK, enfocados a ordenadores paralelos de memoria distribuida, que utilizan MPI.

B) Control activo

Estudiarase o control activo do ruido mediante técnicas de antirruido. Como variables de control utilizaranse a posición dos altavoces e a amplitude das señales emitidas, no caso de ruido de unha sola frecuencia. Tamén se explorará o caso no que se desexa amortiguar una banda de frecuencias (banda ancha). En ambos casos a variable a optimizar será a presión na cavidade ou nalgunhas partes desta.
Dende o punto de vista metodolóxico utilizarase a teoría do control óptimo de sistemas rexidos por ecuacións en derivadas parciais de J.L. Lions.



Visualización científica

Investigador principal

Dr. Ramón Doallo Biempica, Catedrático da Universidade e Director do Departamento de Electrónica e Sistemas da Universidade da Coruña.

Equipo de traballo:

D. Emilio J. Padrón, Licenciado en Informática e bolseiro de investigación.

Dña. Margarita Amor López, Doutora en Física, Profesora Titular de Universidade, Interina da Universidade da Coruña.

D. Basilio Fraguela Rodríguez, Doutor en Informática, Profesor Titular de Universidade. Interino da Universidade da Coruña.

Obxectivos:

Os obxectivos do desenvolvemento gráfico dentro deste proxecto son:

Realizar un paquete de visualización para o control activo do ruido.

O paquete de visualización deberá ser unha ferramenta para contorno PC, executable sobre MS-Windows, como un interface de usuario amigable cunha curva de aprendizaxe mínima. Algunhas das súas funcionalidades máis destacadas serán: composición de vistas múltiples, producción de gráficos de alta calidade, control de unidades, escala e display.
Nunha primera etapa, o CESGA proverá ó equipo investigador da interface básica para o desenvolvemento. A partir deste, o equipo investigador desenvolverá unha ferramenta específica de postproceso con capacidades de visualización similares as proporcionadas por paquetes software estándar para a simulación de elementos finitos (ANSYS, GENESIS).

Coordinación

D. José Antonio Souto González, Doutor en C. Químicas, Administrador de Aplicacións e proxectos do CESGA.