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2020_GuilhermeMendesSantana_tcc.pdfTrabalho de Conclusão de Curso (graduação)7,56 MBAdobe PDFver/abrir
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dc.contributor.advisorMiserda, Roberto Francisco Bobenrieth-
dc.contributor.authorSantana, Guilherme Mendes-
dc.identifier.citationSANTANA, Guilherme Mendes. Simulação numérica dos efeitos não lineares no controle ativo de ruído em dutos. 2020. 123 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2020.pt_BR
dc.descriptionTrabalho de Conclusão de Curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020.pt_BR
dc.description.abstractTurbofans com alta razão de bypass são os principais motores utilizados em aeronaves modernas, e são responsáveis por uma parcela significativa do ruído gerado pelas aeronaves. Em geral, o ruído de banda larga emitido pelo fan é atribuído aos efeitos turbulentos das camadas limite e das esteiras de vorticidade. No entanto, resultados de trabalhos realizados no Laboratório de Aeroacústica Computacional da Universidade de Brasília indicam que há pelo menos uma parcela do ruído de banda larga que não é relacionada aos efeitos de camada limite.Desta forma, o objetivo deste trabalho é investigar se os efeitos não lineares, associados às grandes oscilações de pressão, fazem com que o ruído resultante da interação entre ondas sonoras de grande intensidade adquira uma componente de banda larga. Neste trabalho, três tipos de interação entre ondas sonoras foram estudados. Inicialmente foram feitas simulações de ondas estacionárias que se formam dentro de um ressonador unidimensional. Em seguida foram feitas simulações do controle ativo de ruído através da interação de duas ondas estacionárias e, por fim, foram feitas simulações da interação de ondas sonoras emitidas continuamente dentro de um duto unidimensional fechado. Para as simulações, foi utilizado um método de discretização em volumes finitos com uma metodologia de fronteira imersa móvel para resolver as equações de Euler para um escoamento compressível, em que os fluxos são calculados com um esquema de interpolação de quarta ordem e a integração temporal é feita com um método de Runge-Kutta de terceira ordem. Para simular adequadamente a geração de ondas sonoras através do movimento de um pistão, foi necessário adaptar o método de fronteira imersa utilizado, para que o deslocamento da fronteira influencie o escoamento em todos os passos de tempo, e não apenas quando a fronteira se desloca de um volume de controle para outro. Os resultados mostraram que, apesar dos efeitos não lineares, o ruído resultante da interação entre as ondas sonoras permanece tonal para frequências na banda de audição humana.pt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subject.keywordDinâmica dos fluidospt_BR
dc.subject.keywordAeroacústicapt_BR
dc.subject.keywordControle de ruídopt_BR
dc.titleSimulação numérica dos efeitos não lineares no controle ativo de ruído em dutospt_BR
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso - Graduação - Bachareladopt_BR
dc.date.accessioned2021-10-21T11:25:47Z-
dc.date.available2021-10-21T11:25:47Z-
dc.date.submitted2020-12-16-
dc.identifier.urihttps://bdm.unb.br/handle/10483/28991-
dc.language.isoPortuguêspt_BR
dc.rights.licenseA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor que autoriza a Biblioteca Digital da Produção Intelectual Discente da Universidade de Brasília (BDM) a disponibilizar o trabalho de conclusão de curso por meio do sítio bdm.unb.br, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 International, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.pt_BR
dc.contributor.advisorcoFabro, Adriano Todorovic-
dc.description.abstract1High bypass ratio turbofans are the most used propulsion system in modern aircraft and are responsible for a significant part of the aircraft noise. The broadband noise is usually associated with the turbulent effects of the boundary layers and vorticity wakes. However, the results of research from the Computational Aeroacoustics Laboratory in the University of Brasilia show that there is at least a part of the broadband noise that cannot be explained by the boundary layer effects. Thus, the objective of this work is to investigate if the nonlinear effects associated with the large pressure fluctuations cause the appearance of a broadband component in the noise that results from the interaction of finite-amplitude sound waves. This work is composed of three parts, which consist of different types of interactions between sound waves. The first part consists of the simulation of sound waves that interact inside an acoustic resonator and form a standing wave. The second consists of the simulation of the noise cancelation due to the interaction of two standing waves with opposing phases. The third part consists of the simulation of the continuous emission of sound waves into the resonator. These simulations use a moving-body immersed boundary method to solve the time-dependent, compressible, one-dimensional Euler equations. The domain discretization uses a finite volumes method, with fluxes calculated with fourth-order precision in space, and the time marching process consists of a third-order Runge-Kutta scheme. To properly simulate the waves generated by an oscillating piston, it was necessary to implement a change in the immersed boundary method to capture the movement of the boundary inside the control volumes. The results showed that there is no change from tonal to broadband noise due to the nonlinear effects for frequencies within the human hearing range.pt_BR
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