Perpustakaan Digital ITB

Penyerapan suara di frekuensi rendah (<250 Hz) masih menjadi tantangan tersendiri karena material akustik yang digunakan hanya akan bekerja secara efektif pada kecepatan partikel yang tinggi, yang memungkinkan terjadinya mekanisme disipasi viskos dan kalor yang lebih besar. Kondisi tersebut umumnya terpenuhi pada saat ketebalan absorber setara dengan ¼ panjang gelombang. Dengan kata lain, diperlukan suatu ketebalan minimum dari material untuk mencapai absorbsi yang ditargetkan. Hubungan ini diformulasikan melalui prinsip kausalitas (causality principle) dengan hard boundary condition dimana kecepatan partikel maksimum diperoleh pada bagian antar muka (interface) dari material. Hal ini mengakibatkan dimensi dari sistem penyerap menjadi tebal pada saat target absorbsi berkaitan dengan gelombang frekuensi rendah, yang selanjutnya memunculkan persoalan-persoalan teknis dalam mengimplementasikan secara praktis. Dalam penelitian ini, konsep soft boundary condition diadopsi dan diperkenalkan pada sistem penyerap suara Panel Perforasi Mikro (Micro-Perforated Panel / MPP) untuk meningkatkan kinerja penyerapan di frekuensi rendah. Dengan implementasi soft boundary condition, kecepatan partikel maksimum diperoleh pada bidang batas alih-alih di permukaan material. Sehingga, hal ini bisa diberdayagunakan untuk meningkatkan kinerja penyerapan untuk ketebalan yang lebih tipis dari material yang digunakan. Dengan karakteristik tersebut, kinerja absorbsi yang tinggi pada frekuensi yang lebih rendah dapat tercapai dengan ketebalan material yang sama ketika hard boundary condition digunakan. Pengembangan selanjutnya difokuskan untuk mengombinasikan dua kondisi batas tersebut untuk mendapatkan karakteristik pita penyerapan lebar (broadband absorption) dari frekuensi rendah ke frekuensi yang lebih tinggi. Untuk itu, pemodelan dan simulasi dikembangkan secara analitik berbasis formulasi Maa dan metode transfer matriks untuk MPP. Hasil-hasil yang diperoleh divalidasi dengan eksperimen. Hasil yang diperoleh menunjukkan adanya kesesuaian antara hasil simulasi dan eksperimen, dimana soft boundary condition yang ideal pada MPP mengakibatkan peningkatan kinerja absorbsi pada frekuensi di bawah 100 Hz dengan ketebalan kurang dari seperempat panjang gelombang (?/4). Untuk merealisasikan gagasan soft boundary condition dalam MPP, konsep celah-terbuka (open-gap) dikembangkan dan divalidasi secara eksperimental. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kinerja absorbsi yang dihasilkan memiliki karakteristik yang serupa dengan soft boundary condition yang ideal. Dengan pengembangan dan hasil dari celah-terbuka, dilakukan pengembangan lebih lanjut agar dapat digunakan secara praktis melalui struktur kombinasi paralel hard-soft boundary condition, celah-terbuka pada sisi samping dan depan pada bagian panel MPP. Penggabungan MPP dengan hard dan soft boundary condition secara paralel menjadi satu sistem absorber menghasilkan koefisien absorbsi (?) sebesar 0,9 di frekuensi 58 Hz. Penggabungan MPP dengan celah-terbuka pada bagian belakang kedalaman rongga serta pada sisi samping dan depan pada bagian panel MPP menghasilkan ? senilai 0,6-0,8 di frekuensi 32 Hz. Terakhir, penggabungan secara paralel antara MPP dengan hard boundary condition dan MPP dengan celah-terbuka di bagian belakang serta sisi samping dan depan menghasilkan ? sebesar 0,7 di frekuensi 30 Hz. Meski belum sempurna, hasil-hasil yang diperoleh dari pengujian beberapa studi eksperimental tersebut menunjukkan bahwa desain yang diusulkan memiliki kinerja absorbsi yang mendekati soft boundary condition yang ideal. Selain itu, dengan memodifikasi bagian kedalaman rongga, rentang penyerapan hingga frekuensi rendah dapat tercapai dengan lebih baik. Dengan demikian, hasil penelitian ini berkontribusi dalam merealisasikan desain soft boundary condition yang dapat diimplementasikan ke dalam sistem absorber MPP. ?