Littérature scientifique sur le sujet « Acustica applicata »

La realizzazione di studi sperimentali per la valutazione dei flussi aerei nasali è particolarmente indaginosa, data la difficoltà di ottenere in vivo un’accurata misurazione degli stessi. Inoltre, sebbene la rinomanometria standard e la rinometria acustica rappresentino i metodi più utilizzati nella pratica clinica, esse forniscono solo una misura globale ed approssimativa dei flussi aerei nasali, senza definirne i particolari temporali o spaziali. Allo stesso modo gli studi sulla fluidodinamica computazionale rappresentano solo una simulazione numerica, ben lontana da quelle che sono le variabili anatomiche e fisiologiche delle cavità nasali. Pertanto, ad oggi, non esistono ancora strumenti diagnostici in grado di misurare oggettivamente la geometria delle cavità nasali, le resistenze ed il grado di ostruzione nei diversi sotto-siti nasali, elemento quest’ultimo fondamentale per una corretta programmazione chirurgica. Allo scopo di superare i limiti della diagnostica standard abbiamo elaborato un modello matematico basato sull’equazione di Bernoulli applicata alle cavità nasali di soggetti sani per lo studio dei gradienti pressori di vari sotto-siti nasali, che sono stati misurati grazie ad un particolare manometro digitale. Il nostro studio, unico in letteratura, ha identificato due curve limite che racchiudono un’area rappresentativa entro cui cadono i livelli “normali” di flusso in corrispondenza del vestibolo nasale. Il modello descritto potrebbe essere utile per studiare tutti i sotto-siti nasali sede di ostruzione ai fini di una corretta programmazione chirurgica e di un valido follow-up postoperatorio.

Nell'estate del 1797 all'età di 27 anni e periodo che coincide con gli inizi dei disturbi uditivi, il musicista contrae una infezione, un tifo addominale dal quale non si riprenderà più completamente, con reiterati disturbi gastrointestinali negli anni a venire. Solo nel ottobre 1802 Beethoven ammette la propria sordità, accompagnata da acufeni, una patologia che avrebbe interessato prima l'orecchio sinistro, poi quello destro, e che sarà progressiva, sino alla sordità completa. Le cure cui verrà sottoposto saranno le più diverse, ma verosimilmente tutte inutili, Beethoven sarà un paziente sui generis, che fa di testa propria, ignorando le prescrizioni dei medici, bevendo molto vino e molto caffè, e non rispettando i dosaggi dei medicinali. Poco risolvono anche i cornetti acustici, applicati a lungo solo all'orecchio sinistro, perché, il destro è già completamente sordo. Viceversa per aumentare l'intensità dei suoni si serve di uno strumento ingombrante, una specie di coperchio di legno che mentre suona interpone tra sé e il pianoforte come cassa di risonanza. Nel 1822, alla prova generale del Fidelio non sente assolutamente nulla di ciò che si canta sulla scena. Nel maggio 1824, al termine di un concerto, una cantante deve prenderlo per le spalle e voltarlo verso il pubblico perché, si renda conto che lo stanno applaudendo freneticamente. Nel 1825 compaiono i segni dell'interessamento epatico con una ematemesi che origina verosimilmente da varice esofagee. Nel 1826 le condizioni generali peggiorano compaiono coliche addominali, diarrea, ittero, e l'asche richiede numerose paracentesi con aspirazione sino a 14 litri. Il 27 marzo del 1827 Ludwig van Beethoven muore, e due giorni dopo ventimila persone seguiranno il feretro; tra i presenti Franz Schubert, ignaro che appena un anno dopo riposerà vicino a Beethoven. Sulla sordità di Beethoven non si è giunti a conclusioni definitive. Otosclérosi, un'affezione dell'orecchio interno, una degenerazione del nervo acustico, una forma post-infettiva come nel tifo addominale, una improbabile degenerazione di origine luetica, un morbo di Paget. Dai reperti autoptici appare molto probabile che la morte del musicista possa essere addebitata ad una malattia epatica, dato che all'esame autoptico questo organo risulta molto più piccolo del normale e molto poco elastico; inoltre ambedue i reni appaiono infiltrati da un liquido marrone e opaco e i calici renali appaiono calcificati. È forse “merito” della sordità se Beethoven ha così interiorizzato la sua vis creativa da vedere aumentata la propria percezione della rappresentazione corticale dei suoni.

2015 - 2016
In several engineering fields, it is of great interest the development of models able to produce forecasts of univariate time series; these models are based on the statistical analysis of the sequence of observed data equidistant in time. The techniques implemented in this thesis can be classified in two distinct types, different but complementary: the first method is based on the analysis of the observed time series composed by measurements under study, the other method is based on Poisson's distributions for events of exceedance of a defined threshold. The validity of such models has been tested on a noise dataset collected in the city of Messina. The measurements are based on day and night noise levels, detected at a monitoring station set up by the local government and made public on a special web platform. From this set of data, several intervals have been extracted for the calibration of the models, in order to test the validity on real measurements (by means of comparison between the observed and predicted data) and to study the sensitivity with respect to variation of the parameters (reference threshold, frequency of events, periodicity of the series, etc.). The first adopted techniques, used to analyse the time series, are based on deterministic decomposition methods: the observed sequences are divided in trend and seasonal components. In this field, an enhancement of the preliminary forecasting model has been obtained: in particular, a set of electricity consumption data has been studied. This time series of absorbed electricity is due to the public transport system of the city of Sofia (Bulgaria): the main enhancement achieved is the improving of the extracted information from the series thanks to the introduction of an additional coefficient of seasonality. Later, seasonal stochastic models were adopted, of the auto-regressive moving average (SARIMA) type. Therefore, the research focused on the implementation of predictive models of stochastic type: the seasonal ARIMA was applied to the prediction of wind speed in a site where a wind farm for the production of electricity is installed. Subsequently, acoustical models have been applied for the prediction of noise produced by the turbines under certain wind speed conditions. A detailed investigation was performed with the aim to improve the integration of linear and non-linear forecasting techniques using artificial neural networks. In particular, one of the more advanced predictive model based on time series analysis is a hybrid model that uses in cascade deterministic methods, based on the decomposition of the series into trend and seasonal components, followed by a modelling via artificial neural networks for a better prediction of the non-linear part of the series. A predictive model, useful to study events of exceedance of noise thresholds, has also been implemented. This model is based on the assumption that the exceedance events are distributed according to a nonhomogeneous Poisson distribution. This approach can be pursued both with frequentist techniques or using Bayesian estimation of the parameters of the "Probability Density Function" (PDF). In particular, it has been studied a sound levels dataset measured near the international airport of Nice (France). The adopted model introduces the single "change-point" methodology for the estimation of the distribution parameters. These parameters have been estimated through a Markov-Chain Monte-Carlo sampling based on Bayesian statistical assumptions. [edited by author]
In diversi ambiti ingegneristici risulta di grande interesse lo sviluppo di modelli atti a produrre previsioni di serie storiche univariate mediante l’analisi della successione di dati osservati equidistanti nel tempo. Le tecniche implementate nel presente lavoro di tesi possono essere classificate in due distinte tipologie, differenti ma complementari: una basata sull’analisi delle serie storiche delle misure di interesse, l’altra su distribuzioni di Poisson per gli eventi di superamento di una soglia stabilita. La validità di siffatti modelli è stata testata su un set di dati di rumore raccolti nella città di Messina. Le misurazioni si riferiscono a livelli acustici diurni e notturni, rilevati presso una stazione di monitoraggio predisposta dall’amministrazione locale e resi pubblici su apposita piattaforma web. Da questo set di dati, sono stati estratti diversi intervalli per la calibrazione dei modelli, al fine di testarne la validità su misurazioni reali (mediante confronto tra dato osservato e dato previsto) e di studiare la sensibilità rispetto alla variazione dei parametri (soglia di riferimento, frequenza degli eventi, periodicità, ecc.). Per l’analisi delle serie storiche sono state sviluppate tecniche classiche basate sulla decomposizione deterministica nelle componenti di trend e stagionali di una sequenza di dati osservata. Si è in seguito ottenuto un potenziamento del modello di previsione e analisi delle serie storiche: in particolare si è analizzato un set di dati di assorbimento di energia elettrica dovuto al sistema di trasporto pubblico della città di Sofia, migliorando l’estrazione di informazioni dalla serie e le prestazioni grazie all’introduzione di un ulteriore coefficiente di stagionalità. Successivamente sono stati adottati modelli stocastici stagionali auto-regressivi a media mobile (SARIMA); dunque ci si è concentrati sull’implementazione di modelli previsionali stocastici del tipo Seasonal ARIMA applicati alla previsione della velocità del vento in un sito dove è installato un impianto per la produzione elettrica mediante aerogeneratori. In seguito si sono applicati modelli per la previsione dell’inquinamento acustico prodotto dal parco eolico investito da vento ad una certa velocità. Si è inoltre migliorata l’integrazione di tecniche previsionali lineari e non lineari mediante reti neurali artificiali; in particolare lo stato dell’arte per i modelli previsionali basati sull’analisi di serie storiche si è raggiunto con un modello ibrido basato sull’utilizzo in cascata di metodi classici deterministici basati sulla scomposizione della serie in componenti di trend e stagionalità seguiti da modellazione tramite reti neurali artificiali per una migliore previsione della parte non lineare della serie. È stato inoltre implementato un modello di previsione per eventi di superamento di soglie di inquinamento acustico. Tale modello è basato sull’assunzione che gli eventi di superamento sono distribuiti secondo una distribuzione di Poisson non omogenea. Questo approccio può essere a sua volta perseguito con tecniche frequentiste o bayesiane per la stima dei parametri della “Probability Density Function” (PDF). In particolare è stato studiato un dataset di misurazioni fonometriche acquisite in prossimità dell’aeroporto internazionale di Nizza (Francia): il modello previsionale realizzato prevede l’introduzione della metodologia “change-point” singolo per la stima dei parametri della distribuzione. Tali parametri sono stati stimati grazie al campionamento Monte-Carlo Markov-Chain basato su assunzioni di statistica bayesiana. Infine si è studiato un potenziamento di questo modello previsionale applicandolo al set di dati di rumore acustico misurati nella città di Messina: tale serie storica è stata prima ricostruita integralmente tramite le tecniche previsionali studiate in precedenza e dopo si è applicato il modello bayesiano basato sulla distribuzione di Poisson utilizzando “change-points” multipli. [a cura dell'autore]
XV n.s. (XXIX)

The acoustic insulation of elements and materials for building construction is becoming more and more important in Italy due to the recent evolutions in the Italian national regulation. This work concerns the experimental studies on sound insulation and reduction of floors and walls, principally using materials made of recycled rubber and synthetic fibrous panels. In particular, impact noise of floors was investigated, taking also into account the mechanical properties of tested materials. The tests were carried out in a new laboratory, built especially for the evaluation of acoustic properties of building elements. The laboratory has an opening, for testing the transmission loss of walls, and two floors: one is a reference concrete slab and the other is a beam and clay block floor with flanking transmission suppression. The steps of the laboratory construction and the procedure adopted for the qualication of sound fields in the rooms are described in this work. The qualication was carried out for transmission loss and impact noise measurements, with some limitations for the airborne sound insulation of floors. The impact noise of floors was studied considering different issues. The two bare floors acoustic behaviour has been analyzed, pointing out the different sound emission, that is due to the technical characteristics of the building elements. The correlation between impact noise reduction and dynamic stiffness of materials used in floating floors has been studied, in particular as regarding the influence of sample preparation and the choice of the predictive formulas. For some materials, repeated measurements have been carried out, to analyze the influence of the screed aging during impact noise reduction laboratory tests, with the aim of reducing the test waiting time. Impact noise reduction of resilient underfloor heating systems has been investigated: the products have been tested on both laboratory floors to check the influence of the base structure and the evaluation methods; different floor finishings have also been tested. Furthermore, airborne sound reduction of walls was studied to improve the knowledge of the influence of recycled materials (in particular rubber and synthetic fibrous panels) on the acoustic performance of gypsum and covered brick walls. For some of the samples, the influence of electric equipments was also studied.
La conoscenza delle proprietà di isolamento acustico degli elementi edilizi e dei materiali sta assumendo rilevanza sempre maggiore, a causa dei cambiamenti legislativi e normativi degli ultimi anni in materia di requisiti acustici passivi degli edici in Italia. Il presente lavoro raccoglie le attività sperimentali e gli studi effettuati sull'isolamento dei rumori di calpestio e del rumore aereo condotti su solai e pareti mediante l'utilizzo di specifici materiali, in gran parte provenienti dal riciclo di gomme e fibre sintetiche. In particolare sono state approfondite le problematiche relative al rumore di calpestio di solai, anche in relazione alle caratteristiche meccaniche dei materiali utilizzati. La sperimentazione è stata condotta in un laboratorio privato di nuova costruzione, dotato di una cornice di prova per la misura del potere fonoisolante di pareti e di due solai non rimovibili in calcestruzzo ed in latero-cemento con soppressione delle trasmissioni laterali. Vengono descritte le diverse fasi della costruzione del laboratorio e la procedura adottata per la messa a punto, mediante lo studio e l'applicazione dei metodi normati di qualificazione dei campi sonori delle camere di prova. Gli ambienti del laboratorio sono stati qualificati per quanto riguarda le misure di potere fonoisolante di pareti e dell'isolamento di rumore di calpestio dei due solai; inoltre è stata affrontata la qualicazione per prove di isolamento del rumore aereo dei solai, con qualche limitazione. Lo studio dell'isolamento dei rumori di calpestio su solai è stato affrontato sviluppando diverse tematiche. Sono stati analizzati i comportamenti dei due solai nudi, mettendo in evidenza le differenze dell'emissione sonora in relazione alle caratteristiche costruttive dei due sistemi. È stata analizzata la correlazione tra riduzione di livello di pressione sonora di calpestio e rigidità dinamica dei materiali usati come sottofondo nei pavimenti galleggianti, mettendo in evidenza le criticità legate alla preparazione dei campioni ed alla scelta delle formule previsionali teoriche. Una parte dei dati disponibili sono stati utilizzati per studiare l'influenza della stagionatura del massetto gettato in laboratorio sulla determinazione degli indici di valutazione del livello di rumore di calpestio e di riduzione del rumore di calpestio, per vericare la possibilità di ridurre i tempi di esecuzione delle prove in laboratorio. Sono state studiate le proprietà di isolamento del rumore di calpestio per sistemi di riscaldamento a pavimento dotati di caratteristiche resilienti: i prodotti sono stati misurati sui due solai, per vericare l'influenza della struttura di base ed i metodi di valutazione. Nell'analisi è stata inclusa anche l'influenza della finitura superficiale dei pavimenti. Lo studio sull'isolamento del rumore aereo di pareti è stato affrontato con l'obiettivo di indagare le prestazioni dei materiali in gomma e fibre sintetiche provenienti da riciclo applicati a pareti leggere in cartongesso ed a pareti in muratura rifoderate. Per alcune soluzioni è stata vericata l'influenza di particolari condizioni di posa in opera, ad esempio la presenta di reti impiantistiche.

This PhD thesis concerns the vibro-acoustic monitoring of the threshing process in an axial flow harvesting machine. This research is a step towards the development of online control systems finalized to maximize the process efficiency and the product quality. By using different signal processing tools it is possible to analyse the link between sound/vibration and material distribution in the threshing unit. In more details, the threshing process is mainly given by two principal mechanisms: the threshing between kernels and concave and “grain over grain” effect. The goal of this research is to use vibro-acoustic signature in order to interpret in detail these two mechanisms of the threshing process. In particular, they have been explained by means of the cyclostationary approach useful to evaluate the first and second order cyclostationary contents of the signal. Moreover, the presented results show that some features obtained from the time and angular domains and from the cyclostationary approach are well correlated to the efficiency and operational parameters. Thus, they could be used for the development of an online control system.