Fysisk akustik
Physical Acoustics

BMEN45, 7.5 högskolepoäng, A (Avancerad nivå)

Gäller för: 2024/25
Fakultet: Lunds tekniska högskola
Beslutad av: Programledning BME
Beslutsdatum: 2024-04-16
Ikraftträdande: 2024-05-08

Allmänna uppgifter

Fördjupning: Avancerad nivå, kurs/er som inte kan klassificeras
Valfri för: BME4-bf, E4, F4, N4
Undervisningsspråk: Kursen ges på engelska

Syfte

Syftet med kursen är att ge grundläggande kunskaper inom matematiska och fysiska metoder som rutinmässigt tillämpas inom forskning och industri för att modellera akustik, dvs linjära våg eller vibrationsfenomen. Ett flertal ämnen inom grundläggande mekanik, linjär vågutbredning och diskreta oscillerande system kommer att studeras. Kursen syftar till att ge förmågan att ta fram enkla modeller av olika vibrationsfenomen och beskriva dem på ett matematiskt språk, vilket gör att studenterna kan härleda enkla lösningar antingen numeriskt eller analytiskt. Denna kunskap utgör en grund för den fysik som används i olika tillämpningar av akustik. Denna kurs har också till syfte att förbereda studenterna för examensarbete eller forskning på doktorsnivå inom relevanta områden.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• Visa en grundlig förståelse för de grundläggande fysikaliska och matematiska principer som används inom fysikalisk akustik.
• Förstå hur mekanikens axiom leder till vågekvationen.
• Kunna tolka de analytiskt framtagna resultaten från en fysikalisk synvinkel.
• Ha en tillfredsställande översikt över de tekniska tillämpningarna av akustik.

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• Kunna lösa vågekvationen analytiskt i enkla fall.
• Kunna läsa, förstå, sammanfatta och diskutera vetenskapliga artiklar inom fysikalisk akustik.
• Kunna formulera och lösa problem inom akustik numeriskt och analytiskt.
• Kunna tillämpa numeriska verktyg för att modellera problem inom akustik.

Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten

• Kunna bedöma kvaliteten på en teoretisk/numerisk analys av ett akustiskt fenomen.

Kursinnehåll

Diskreta system, vågekvationer, plana vågor, sfäriska vågor, givare, tillämpningar.

Kursens examination

Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5) - (Underkänd, Tre, Fyra, Fem)
Prestationsbedömning:

Godkända obligatoriska moment inklusive inlämningsuppgifter och miniprojekt samt muntlig tentamen.

Om så krävs för att en student med varaktig funktionsnedsättning ska ges ett likvärdigt examinationsalternativ jämfört med en student utan funktionsnedsättning, så kan examinator efter samråd med universitetets avdelning för pedagogiskt stöd fatta beslut om alternativ examinationsform för berörd student.

Moduler
Kod: 0123. Benämning: Tentamen.
Antal högskolepoäng: 4.5. Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5). Prestationsbedömning: Betygsättning av tentamen. Modulen omfattar: Muntlig tentamen.
Kod: 0223. Benämning: Inlämningsuppgifter, numeriska laborationer, miniprojekt.
Antal högskolepoäng: 3.0. Betygsskala: UG - (U, G). Prestationsbedömning: Godkända inlämningsuppgifter, genomförda laborationer med godkänd laborationsrapport, godkänd miniprojektrapport och presentation. Modulen omfattar: Inlämningsuppgifter, laborationer med rapport, miniprojekt rapport och presentation.

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: Grundläggande kunskaper i matematik och fysik, inklusive endimensionell och flerdimensionell analys, linjär algebra och klassisk mekanik.
Begränsat antal platser: 32
Urvalskriterier: Antal poäng inom programmet. Förtur ges till studenter vars program har kursen listad i sin läro-och timplan.

Kurslitteratur

• David T. Blackstock: Fundamentals of Physical Acoustics. Wiley-Interscience, 2000, ISBN: 978-0-471-31979-5. Fundamentals of Physical Acoustics is suitable for advanced undergraduate students or graduate students. Mathematical results and physical explanations go hand in hand, and a unique feature of the book is the balance it strikes between time-domain and frequency-domain presentations. Emphasis on plane waves in the first part of the book keeps the mathematics simple yet accommodates a broad range of topics: propagation, reflection and transmission, normal modes and simple waveguides for rectilinear geometries, horns, inhomogeneous media, and sound absorption and dispersion. The second part of the book is devoted to a more rigorous development of the wave equation, spherical and cylindrical waves (including the more advanced mathematics required), advanced waveguides, baffled piston radiation, diffraction (treated in the time domain), and arrays.
• Lawrence E. Kinsler, Austin R. Frey, Alan B. Coppens, James V. Sanders: Fundamentals of Acoustics. John Wiley & Sons, 2000, ISBN: 978-0-471-84789-2. Fundamentals of Acoustics is designed for a one semester junior/senior/graduate level course in acoustics. It presents the physical and mathematical concepts related to the generation, transmission and reception of acoustic waves, covering the basic physics foundations as well as the engineering aspects of the discipline.

Kontaktinfo

Kursansvarig: Thierry Baasch, thierry.baasch@bme.lth.se
Kursansvarig: Wei Qiu, wei.qiu@bme.lth.se

Övrig information