Perpustakaan Digital ITB

Kendala utama dalam implementasi sonic crystal sebagai sitem atenuasi suara adalah rugi transmisi yang dihasilkan memiliku pita frekuensi yang sempit yang merupakan hasil dari Bragg band gap dari struktur yang periodik dibandingkan dengan sistem konvensional, sebagai contoh seperti penghalang bising maupun Resistive Muffler maka pita frekuensi sonic crystal hanya mencapai satu oktaf. Dalam penelitian ini, sistem atenuasi suara berbasiskan sonic crystal ditinjau lebih jauh untuk mendapatkan rugi transmisi dengan pita frekuensi lebar. Untuk itu, dilakukan investigasi terhadap tabung penghambur (scatter tubes) sonic crystal dengan celah sehingga sekaligus berfungsi sebagai resonator. Selanjutnya, tabung resonator tersebut dikembangkan lebih jauh dengan membuat dua konfigurasi baru dalam bentuk resonator cincin terpisah untuk mendapatkan pita frekuensi atenuasi yang lebar: (1) konfigurasi multi-lapis searah; (2) konfigurasi multi-lapis resonator spiral. Dengan menggunakan pemodelan dan simulasi numerik berbasiskan metode elemen hingga (MEH), konfigurasi-konfigurasi yang dirancang diterapkan sebagai sistem atenuator akustik pada mesin fan coil unit (FCU) untuk ruangan dengan luasan 60 m2 dengan bising dominan pada rentang frekuensi 500 – 2000 Hz dan maximum volume aliran udara 2000 cmh. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa konfigurasi sonic crystal dengan resonator multi-lapis spiral memiliki lebar pita frekuensi dan nilai rugi transmisi yang paling baik yang dievaluasi pada rentang frekuensi target. Hal ini terjadi karena konfigurasi tersebut dapat mempertahankan band gap yang diperoleh sekaligus dapat menghasilkan jumlah atenuasi yang lebih banyak pada frekuensi resonansi akibat keberadaan multi-resonator dalam tabung. Sehingga, kinerja kesuluruhan atenuasi per rentang frekuensi memiliki karakteristik pita lebar. Hasil-hasil yang diperoleh tervalidasi dengan hasil-hasil pengukuran model fisik dengan skala 1:4. Hasil-hasil yang lain menunjukkan, pengaruh dari variasi konfigurasi sistem resonator cincin terpisah adalah lebar pita frekuensi dan nilai minimum dari amplituda rugi transmisi akustik yang dihasilkan. Semakin banyak lapisan resonator makan akan menghasilkan puncak amplituda pada lebih banyak rentang frekuensi, dan semakin panjang jalan suara di dalam resonator akan menghasilkan tingkat amplituda rugi transmisi akustik yang lebih tinggi pada pita suara non-resonansi. Sistem atenuator akustik sonic crystal yang sudah dikembangkan memiliki dimensi 690 mm x 528 mm x 300 mm dengan 31% area bukaan muka duct dan atenuasi suara dominan terjadi pada rentang frekuensi 500 – 2000 Hz dan minimum amplituda nilai rugi transmisi suara rata-rata adalah 10 dB tanpa aliran udara. Nilai tersebut mempunyai karakteristik yang sama dengan sistem atenuator duct konvensional pada mesin FCU. Dengan kata lain, Duct Attenuator berbasiskan sistem sonic crystal yang dikembangkan pada penelitian ini mampu menjadi solusi alternatif dari atenuator akustik dengan material berpori.