Sound absorbtion and dispersion technology - AGH University of Krakow Syllabus

Sound absorbtion and dispersion technology

Course description sheet

Basic information

Field of study: Acoustic Engineering
Major: -
Organisational unit: Faculty of Mechanical Engineering and Robotics
Study level: First-cycle (engineer) programme
Form of study: Full-time studies
Profile: General academic

Didactic cycle: 2025/2026
Course code: RIAKS.Ii20.02614.25
Lecture languages: Polish
Mandatoriness: Elective
Block: Core Modules
Course related to scientific research: Yes

Course coordinator

Adam Pilch

Lecturer

Adam Pilch, Jarosław Rubacha, Artur Flach, Aleksandra Chojak, Bartłomiej Chojnacki

Period

Semester 6

Method of verification of the learning outcomes

Completing the classes

Activities and hours

Lectures: 14
Laboratory classes: 14
Project classes: 24

Number of ECTS credits

Goals

C1	Przedmiot ma na celu dostarczenie studentom wiedzy i umiejętności dotyczących modelowania, pomiaru i zastosowania ustrojów pochłaniających i rozpraszających dźwięk wykorzystywanych w akustyce pomieszczeń.

Course's learning outcomes

Code	Outcomes in terms of	Learning outcomes prescribed to a field of study	Methods of verification
Knowledge – Student knows and understands:
W1	Definiuje parametry akustyczne ustrojów rozpraszających	IAK1A_W05, IAK1A_W08, IAK1A_W19	Activity during classes, Report, Case study
W2	Analizuje parametry akustyczne ustrojów dźwiękochłonnych	IAK1A_W12	Activity during classes, Participation in a discussion, Report
W3	Zna modele opisujące pochłanianie dźwięku materiałów porowatych i włóknistych	IAK1A_W04, IAK1A_W06	Activity during classes, Participation in a discussion, Report
W4	Zna metody pomiaru wielkości opisujących pochłanianie i rozpraszanie dźwięku przez ustroje akustyczne	IAK1A_W06, IAK1A_W12	Activity during classes, Report, Involvement in teamwork
W5	Zna modele opisujące pochłanianie dźwięku ustrojów rezonansowych	IAK1A_W04, IAK1A_W06	Activity during classes, Participation in a discussion, Project
Skills – Student can:
U1	Świadomie stosuje materiały i ustroje akustyczne w adaptacjach akustycznych pomieszczeń	IAK1A_U01, IAK1A_U20, IAK1A_U26	Activity during classes, Participation in a discussion, Report, Case study
U2	Projektuje ustroje rozpraszające o zadanych parametrach	IAK1A_U01, IAK1A_U09	Activity during classes, Project, Involvement in teamwork
U3	Umie wyznaczyć na podstawie modeli teoretycznych charakterystyki pochłaniania dźwięku dla ustrojów rezonansowych	IAK1A_U01, IAK1A_U08, IAK1A_U09, IAK1A_U11	Activity during classes, Project, Case study
U4	Umie wyznaczyć na podstawie modeli teoretycznych charakterystyki pochłaniania dźwięku dla materiałów porowatych i włóknistych.	IAK1A_U01, IAK1A_U09, IAK1A_U17	Activity during classes, Project, Involvement in teamwork
Social competences – Student is ready to:
K1	Umie współpracować z innymi branżami (architekci, konstruktorzy) przy projektowaniu ustrojów akustycznych	IAK1A_K01	Activity during classes, Project, Involvement in teamwork

Student workload

Activity form	Average amount of hours* needed to complete each activity form
Lectures	14
Laboratory classes	14
Project classes	24
Preparation for classes	17
Examination or final test/colloquium	2
Contact hours	5
Preparation of project, presentation, essay, report	30

Student workload	Hours 106
Workload involving teacher	Hours 52

* hour means 45 minutes

Program content

No.	Program content	Course's learning outcomes	Activities
1.	1. Zjawisko pochłaniania dźwięku przez materiały i metody pomiaru Podstawy fizyczne pochłaniania dźwięku, współczynnik odbicia, impedancja, współczynnik pochłaniania dźwięku. Pomiar z wykorzystaniem rury impedancyjnej, w komorze pogłosowej, metoda impedancyjna. 2. Pochłanianie dźwięku przez materiały porowate i włókniste Wielkości opisujące zjawiska akustyczne w materiałach porowatych i włóknistych – definicja i pomiar, Modele pochłaniania dźwięku przez materiały włókniste, Rodzaje materiałów porowatych i włóknistych, Typowe charakterystyki pochłaniania dźwięku, Zastosowanie. 3. Ustroje rezonansowe Budowa i wielkości charakterystyczne ustrojów płytowych, perforowanych, szczelinowych i z mikroperforacją, Modele pochłaniania dźwięku przez ustroje rezonansowe, Przykłady rozwiązań komercyjnych, Zastosowanie. 4. Ustroje rozpraszające dźwięk Rozproszenie dźwięku – definicja i pomiar. Ogólne wytyczne do budowy ustrojów rozpraszających dźwięk. 5. Predykcja pochłaniania i rozpraszania dźwięku ustrojów rozpraszających Modele pochłaniania dźwięku przez ustroje rozpraszające. Modele rozpraszania dźwięku przez ustroje rozpraszające. Sekwencje pseudolosowe wykorzystywane w kształtowaniu ustrojów rozpraszających, Problemy projektowe i aplikacyjne. 6. Zastosowanie ustrojów akustycznych w kształtowaniu akustyki pomieszczeń Redukcja wad akustycznych małych pomieszczeń z wykorzystaniem ustrojów akustycznych. Optymalizacja ustrojów rozpraszających dla różnych funkcji w salach audytoryjnych.	W1, W2, W3, W4, W5	Lectures
2.	1. Pomiar współczynnika pochłaniania dźwięku metodą impedancyjną Przygotowanie stanowiska pomiarowego zgodnie z zaleceniami normy PN EN ISO 10534-2. Obróbka zarejestrowanych sygnałów. Analiza wpływu grubości materiału na własności akustyczne. 2. Pomiar oporności przepływu. Wpływ wykończenia ustroju akustycznego na jego współczynnik pochłaniania Przygotowanie stanowiska pomiarowego. Analiza wpływu wykończenia powierzchni ustroju porowatego/włóknistego na jego właściwości akustyczne. 3. Pomiar współczynnika pochłaniania dźwięku ustrojów akustycznych w skali 1:8 Przygotowanie stanowiska pomiarowego. Przeprowadzenie badań. Analiza niepewności pomiaru. 4. Wpływ rozmieszczenia ustrojów akustycznych na parametry akustyczne wnętrza Pomiar współczynnika pochłaniania ustroju akustycznego zgodnie z zaleceniami normatywnymi. Analiza wpływu powierzchni, położenia i konfiguracji ustroju akustycznego na wyznaczone właściwości akustyczne. 5. Pomiary parametrów akustycznych nadscenicznych paneli refleksyjnych Przygotowanie układu paneli do pomiarów i obliczenie ich parametrów charakterystycznych. Przygotowanie stanowiska pomiarowego. Pomiar parametrów akustycznych układu paneli. 6. Pomiar współczynnika rozproszenia dźwięku d Zapoznanie z wymaganiami normy ISO 17497-2, Obliczenie indywidualnej sekwencji ustroju rozpraszającego, Przygotowanie stanowiska pomiarowego, Wyznaczenie odpowiedzi impulsowych oraz obliczenie współczynnika rozpraszania dźwięku d, Dyskusja dot. otrzymanych wartości. 7. Pomiar współczynnika rozproszenia dźwięku s Zapoznanie z wymaganiami normy ISO 17497-1, Przygotowanie próbki do badań, Pomiar czasu pogłosu i obliczenie współczynnika rozpraszania dźwięku s, Dyskusja dot. otrzymanych wartości.	W2, W4, U1, U3, U4	Laboratory classes
3.	1. Odpowiedź impulsowa układu – projekt aplikacji (Matlab) Generacja sygnałów pozwalających na wyznaczenie odpowiedzi impulsowej układu, Obsługa kart wyjścia/wejścia, rejestracja odtworzonego sygnału, Obliczanie odpowiedzi impulsowej. 2. Modelowanie ustroju warstwowego z wełny mineralnej (Matlab) Obliczenie impedancji, współczynnika odbicia i współczynnika pochłaniania na podstawie modeli teoretycznych (Delany Bazley), Analiza wpływu montażu, grubości i oporności przepływu wełny na jej własności akustyczne, Porównanie uzyskanych wyników z wielkościami z pomiaru laboratoryjnego. 3. Modelowanie pogłosowego współczynnika pochłaniania dźwięku (Matlab) Model Parisa dla próbki o nieskończonych wymiarach, Model Thomassona i Jeonga dla próbki o ograniczonych wymiarach, Porównanie uzyskanych wyników z wielkościami z pomiaru w komorze pogłosowej. 4. Modelowanie współczynnika pochłaniania dźwięku ustroju rezonansowego (perforowanego) Obliczenie oporności przepływu, masy powietrza, impedancji i współczynnika pochłaniania ustroju, Analiza wpływu montażu, udziału perforacji, promienia otworów (szerokości szczelin) na właściwości akustyczne ustroju, Uśrednianie wyników do pasm 1/3 oktawowych. 5. Projekt układu nadscenicznych paneli refleksyjnych Dobór geometrii i wzajemnego ułożenia paneli w zależności do zadanych parametrów akustycznych, Obróbka danych pomiarowych z laboratorium i porównanie z wartościami predykowanymi, Dyskusja dot. otrzymanych wartości. 6. Modelowanie numeryczne ustrojów rozpraszających dźwięk (Matlab) Modelowanie za pomocą wzorów uproszonych (Kuttruff) i dokładnych (Fresnel). 7. Wyznaczanie współczynnika rozpraszania dźwięku na podstawie pomiarów (Matlab) obróbka danych pomiarowych (przebiegów czasowych ciśnienia akustycznego) obliczenia współczynników d i dn, porównanie uzyskanych wyników z wielkościami uzyskanymi z modeli teoretycznych. 8. Dokumentacja techniczna ustroju rozpraszającego dźwięk (AutoCAD) Dobór materiałów konstrukcyjnych, Określenie sposobu montażu i wykończenia ustroju, Przygotowanie dokumentacji technicznej.	U2, K1	Project classes

Extended information/Additional elements

Teaching methods and techniques :

Gamification, Problem Based Learning, Group work, Case study, Discussion, Lecture

Activities	Methods of verification	Credit conditions
Lectures	Activity during classes, Participation in a discussion, Case study
Lab. classes	Activity during classes, Participation in a discussion, Report, Case study, Involvement in teamwork	Udział we wszystkich ćwiczeniach laboratoryjnych, zaliczenie wymaganych sprawozdań z pomiarów.
Project classes	Activity during classes, Project, Involvement in teamwork	Udział i realizacja zadanych ćwiczeń projektowych.

Rules of participation in given classes, indicating whether student presence at the lecture is obligatory

Lectures: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego. Laboratory classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych. Project classes: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.

Literature

Obligatory

Cox T.: Acoustic Absorbers and Diffusers: Theory, Design and Application, Taylor & Francis, 2009
Allard J., Propagation of Sound in Porous Media: Modelling Sound Absorbing Materiale, John Wiley & Sons 2009
Kuttruff H., Room acoustics, Taylor & Francis, London 2009

Optional

Kulowski A., Akustyka Sal, Wydawnictwo PG, Gdańsk 2011
Makarewicz R., Wstęp do akustyki teoretycznej, Wydawnictwo UAM, Poznań 2005

Scientific research and publications

Research

Badania związane z pomiarami akustycznymi

Publications

A. Pilch, “Sources of measurement uncertainty in determination of the directional diffusion coefficient value,” Applied Acoustics, vol. 129, pp. 268–276, 2018.
J. Smardzewski, T. Kamisiński, A. Pilch et.al. “Sound absorption of wood-based materials,” Holzforschung, vol. 69, no. 4, pp. 431–439, 2015.
T. Kamisiński, A. Pilch et. al., “The comprehensive research of the road acoustic screen with absorbing and diffusing surface,” Archives of Acoustics, vol. 40, no. 1, 2015.
J. Smardzewski, T. Kamisiński, A. Pilch et al., “Experimental study of wood acoustic absorption characteristics,” Holzforschung, vol. 68, no. 4, 2014.
A. Pilch, A. Karlińska, A. Snakowska, T. Kamisiński, “The application of double-layer curtains for shaping acoustics of concert halls,” Acta Physica Polonica A, vol. 125, no. 4 A, 2014.
A. Pilch, T. Kamisiński, M. Zastawnik, “Comparison of pressure and intensity methods in evaluating the directional diffusion coefficient,” Acta Physica Polonica A, vol. 123, no. 6, pp. 1054–1058, 2013.
T. Kamisiński, K. Brawata, A. Pilch, J. Rubacha, M. Zastawnik, “Test Signal Selection for Determining the Sound Scattering Coefficient in a Reverberation Chamber,” Archives of Acoustics, vol. 37, no. 4, pp. 405–409, 2012.
T. Kamisiński, K. Brawata, A. Pilch, J. Rubacha, M. Zastawnik, “Sound Diffusers with Fabric Covering,” Archives of Acoustics, vol. 37, no. 3, pp. 317–322, 2012.
J. Rubacha, A. Pilch, M. Zastawnik, “Measurements of the sound absorption coefficient of auditorium seats for various geometries of the samples,” Archives of Acoustics, vol. 37, no. 4, 2012.
A. Pilch, T. Kamisiński, “The Effect of Geometrical and Material Modification of Sound Diffusers on Their Acoustic Parameters,” Archives of Acoustics, vol. i, no. 4, pp. 955–966, 2011.