Marcus Wallenberg laboratoriet för ljud och vibrationsforskning (MWL) är en stark utbildnings- och forskningsmiljö vid Skolan för teknikvetenskap, Kungliga tekniska högskolan (KTH). Ljud och vibrationer är ett av tre områden inom det tvååriga Masterprogrammet i Teknisk Mekanik. De andra två områdena är strömningsmekanik och hållfasthetslära. Tillsammans bildar de tre områdena en helhet som gör KTH till en internationellt erkänd aktör inom tillämpad mekanik och en viktig samarbetspartner för svensk industri.
Ljud och vibrationer finns i princip överallt där det finns maskiner och industriella processer. Området ljud och vibrationer behandlar hur mekaniska vågor alstras och utbreds i gaser, vätskor och fasta material samt hur dessa vågor påverkar människan. På KTH studerar man framförallt ljud och vibrationer kopplat till transporter, d.v.s. alla typer av farkoster inklusive flyg.
Grundforskning med tillämpning
Forskningen inom ljud och vibrationer är bred och starkt sammansvetsad med civilingenjörsutbildning inom Maskin eller Farkostteknik. Studenterna får vara med i aktuella projekt och studera ljud och vibrationer i konkreta tillämpningar.
Forskningen syftar främst till att skapa bra ljudmiljö i samhället genom att minska buller från farkoster. Målet är att konstruera farkoster som påverkar miljön så lite som möjligt och som samtidigt utgör en god miljö för passagerare och förare.
Viktigt för alla typer av transporter idag är låg energi- eller bränsleförbrukning, lätt vikt samt god ekonomi både gällande tillverkning och drift. Eftersom ljud och vibrationer är kopplat till strömningsförluster och friktion finns det en koppling mellan bränsleförbrukningen och buller.
Professor Mats Åbom, verksamhetschef på MWL, tar personbilar och lastbilar som exempel. Bullret som de genererar kommer huvudsakligen från däcken och omfattar krafter och vibrationer som uppstår då gummit deformeras och nöts mot vägen.
– För att minska bullret kan man konstruera däcken annorlunda och här pågår forskning inom MWL. Däcket kan ses som en gummitrumma, och eftersom vägen är ojämn skapas bullret som en negativ miljöpåverkan. Vi vill alltså förbättra däckets akustik, utan att inskränka andra viktiga egenskaper som väggrepp till exempel. Genom att minska friktionen mellan däck och väg kan vi också spara bränsle. Vi forskar i system och fenomen, för att kunna förbättra däckets egenskaper måste vi först förstå vilka krafter som verkar då fordonet körs och sedan systemet däck och väg. Därför kan man säga att vi bedriver grundforskning men med starkt fokus på viktiga tillämpningar.
Nya tillämpningar identifieras kontinuerligt
Den tillämpade mekaniken är högaktuell i dagens samhälle eftersom fenomen som studeras inom strömningsmekanik, hållfasthetslära samt ljud och vibrationer finns överallt och påverkar oss dagligen. Ingenjörer inom mekanik är därför viktiga för att lösa många problem på vägen mot ett mer miljövänligt och hållbart samhälle.
– Det kommer nya tillämpningar för våra forskningsresultat hela tiden, förutom inom transportsektorn även inom sektorer som pappers- och massaindustri och förnybar energi. För att förstärka våra samarbeten med näringslivet och tillgängliggöra vår kunskap gällande tillämpad mekanik har vi samordnat forskning och utbildning inom olika centrumbildningar, bl.a. Linné FLOW Centre, ECO² Vehicle Design, CEEM (CEntre for Experimental Mechanics) och CCGEx (Competence Centre for Gas Exchange), berättar Mats Åbom.
Inom dessa KTH-centra möts forskare från olika institutioner med samma intressen och liknande frågeställningar och skapar tillsammans kreativa miljöer. ECO² Vehicle Design fokuserar som namnet antyder på fordonsdesign och hur man kan konstruera för bästa möjliga miljö- och kostnadseffektivitet. CCGEx är en forskningsmiljö uppbyggd kring moderna förbränningsmotorer och även här ligger fokus på bättre miljö, lägre kostnader och bättre prestanda av framtidens förbränningsmotorer.
