Estudo analítico e numérico do desempenho acústico de silenciadores reativos na presença de escoamento médio incompressível

• Main Author: Silva, Gabriela Cristina Cândido da
• Other Authors: Nunes, Maria Alzira de Araújo
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: Ruído; Escoamento; Acústica; Propagação sonora
• Online Access: http://repositorio.unb.br/handle/10482/21622

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2016. === Submitted by Fernanda Percia França ([e-mail]) on 2016-08-23T15:30:36Z No. of bitstreams: 1 2016_GabrielaCristinaCândidodaSilva.pdf: 5251139 bytes, checksum: 49cbe17b0bcce33d3d6e1a3e2d2f1d70 (MD5) === Approved for entry into archive by Raquel Viana([e-mail]) on 2016-10-24T15:44:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_GabrielaCristinaCândidodaSilva.pdf: 5251139 bytes, checksum: 49cbe17b0bcce33d3d6e1a3e2d2f1d70 (MD5) === Made available in DSpace on 2016-10-24T15:44:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_GabrielaCristinaCândidodaSilva.pdf: 5251139 bytes, checksum: 49cbe17b0bcce33d3d6e1a3e2d2f1d70 (MD5) === O objetivo desse trabalho é apresentar uma metodologia para estimativa analítica e numérica do desempenho acústico de silenciadores reativos na presença de escoamento médio incompressível em seu interior. Inicialmente, a perda de transmissão (TL) de quatro modelos de silenciadores foi estimada sem a presença de escoamento. A análise analítica foi realizada pelo método da matriz de transferência e também por equações analíticas, avaliando diferentes fatores de correção. A análise numérica foi realizada utilizando o método de elementos finitos em dois softwares comerciais: Ansys Mechanical® 16.0 e LMS Virtual.lab® 13.5. Os resultados numéricos e analíticos apresentaram boa concordância. Na segunda etapa, considerou-se a presença de fluxo adotando três valores distintos para velocidade do escoamento. Na análise numérica foi obtido o campo de velocidade de fluxo no interior do silenciador através de simulação CFD, considerando regime permanente e utilizando o software comercial Ansys CFX® 16.0. Os dados de velocidade de fluxo são importados no Virtual.lab®, onde integram a formulação de elementos finitos para determinação da TL. Essa metodologia não avalia os efeitos da viscosidade do escoamento na propagação do som, mas fornece uma distribuição de velocidade no interior do silenciador mais realista e detalhada, que não é considerada na análise analítica. Os resultados revelam uma maior sensibilidade da TL ao escoamento com aumento da descontinuidade geométrica do silenciador. Pelo método numérico, verifica-se que a amplitude de atenuação diminui com o aumento da velocidade de fluxo, porém a frequência de máxima atenuação se mantém a mesma. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT === The aim of this paper is to present a methodology for analytical and numerical estimation of acoustic performance of reactive silencers in the presence of incompressible mean flow. At the first step, the transmission loss (TL) of four types of silencers was estimated with no mean flow. The analytical analysis was performed by the transfer matrix method and by analytical equations, evaluating different correction factors. Numerical analysis was performed using the finite element method in two commercial softwares: Ansys Mechanical® 16.0 and 13.5 Virtual.lab® LMS. The numerical and analytical results presented good agreement. In the second step, It was considered the presence of mean flow. Three different flow velocities were adopted. In numerical analysis, the 3D mean flow field is computed by firstly using computational fluid dynamic performed by the software Ansys CFX® 16.0 and then the obtained mean flow data are imported to an acoustic solution undertaken using FEM using the software Virtual.lab®. The numerical and analytical results did not show good agreement, but show greater sensitivity TL to flow with increased geometric discontinuity muffler. This methodology does not evaluate the viscous effect of mean flow on sound propagation but gives a more realistic and detailed flow velocity distribution inside the silencers, which is not considered by the analytical method. The results show that the geometric discontinuities tends to be more sensitive to the mean flow. The amplitude attenuation decreases with increasing flow rate, but the frequency of maximum attenuation stays the same.