The motivation for this study is to create a scaled laboratory model of a steel construction pile being driven by an impact hammer, which can provide controlled data to aid understanding and development of a structural acoustics numerical model simulating full-scale impact pile driving. The scaled model is approximately thirty times shorter than a typical 30-meter long Cast-in-Shell-Steel (CISS) pile. The relationship between the impact force, structural vibrations, and radiated sound field is analyzed. The time-domain acoustic intensity in the radial direction is found to be predominately negative immediately following excitation by the impact force. Analysis of the radial intensity shows that during the hammer strike, there is a net flow of energy from the structure into the water; however, because the structure and water are acoustically coupled a significant portion of the energy immediately flows back into the cylinder following hammer impact. This fluid-structure interaction results in a highly damped acoustic pulse in the water that propagates to the far field. In addition, the frequency spectra of the impact force, model pile wall acceleration in the radial direction in air and water, and underwater acoustic pressure are analyzed to find transfer functions between these variables. The transfer function between impact force and sound pressure is of particular interest because it can be used to calculate the system response for any other applied hammer force. This transfer function analysis has potential applications in mitigating noise generated by impact pile driving.

Bibliography: p. 199-207. Describes the basis of a theoretical and experimental project, directed at the design and evaluation of a practical active noise control system suitable for a single light engine aircraft. The performance of virtual sensors were evaluated both analytically and experimentally in progressively more complex environments to identify their capabilities and limitations.

This study aimed to experimentally evaluate the properties as sound absorbers of two modular green roof systems commonly used in Brazil: the Alveolar simple and the modular Hexa. This study emerged from the unification of two aggravating problems, being the environment degradation and the environmental noise, given the records that vegetated roofs generally have several environmental benefits, including acoustic. The two systems were evaluated with the same substratum, but with different features and using distinct plants and assembly modes, that is, grass on the Alveolar system and plants of the sedum genus on the Hexa modular system. Measuring experiments of sound absortion have been made for each of the systems, consisting of two measurings with different substratum thickness and one measuring of the systems with sedum plants. The chosen experimental procedure was the method of reverberation chamber in a diffuse sound field. It was found that substrata of all the combinations of investigated samples have interesting absorption properties, due their porosity. The maximum sound absorption coefficient α of the Alveolar system with 2.5cm thick substratum was 1.0 at 1kHz, and the lower frequency coefficient are close to 0.20. The Alveolar system with 4 cm of substratum and the Hexa modular system with sedum plants were those which had, in general, higher values for α in all frequency bands, as well as showing the highest NRC values, in other words: values of 0.80 and 0.81 respectively. The maximum α in the Alveolar system with a layer of 4 cm thick substratum reached the value of 0.89 at frequencies of 1 kHz, 2 kHz and 2.5 kHz, and at the low frequencies from 100 Hz to 200 Hz the sample reached α values between 0.25 and 0.32; whereas the Hexa modular system with a 6cm substratum plus sedum the α values were 0.94 at a frequency of 800Hz, and between 0.16 and 0.26 at low frequencies. The 4cm thick Alveolar system with grass was the system which had higher α values in the frequencies of 100Hz and 200Hz, between 0.31 and 0.38, therefore being most efficient for traffic noise absorption. In general, the absorption coefficients of all samples doubled the value at the range of 250Hz, in comparison to the 200Hz frequency. The obtained results show a high absorption coefficient for such systems, which indicates that using green roofs can be na effective alternative of urban noise control. / Este estudo teve como objetivo principal avaliar experimentalmente as propriedades como absorvedores sonoros de dois sistemas modulares de telhados verdes comumente utilizados no Brasil: alveolar simples e hexa. Este eclodiu da unificação de dois problemas agravantes, sendo a degradação do meio ambiente e ruído ambiental, partindo-se dos registros que telhados vegetados de forma geral possuem vários benefícios ambientais, inclusive acústicos. Foram analisados os dois sistemas com a mesma composição de substrato, porém com particularidades no esquema de montagem e plantas diferenciadas, isto é, grama no sistema alveolar e planta do tipo sedum no sistema hexa. Foram realizados experimentos de medição de absorção sonora de cada um dos sistemas, sendo duas medições considerando espessuras diferenciadas de substrato e uma medição do conjunto com planta. O procedimento experimental foi o método da câmara reverberante em campo difuso. Verificou-se que os substratos das amostras de todas as combinações investigadas possuem interessantes propriedades de absorção, por serem altamente porosos. O coeficiente de absorção sonoro (α) máximo do sistema alveolar com 2,5cm de substrato foi de 1,0 em 1 kHz, e nas baixas frequências tem coeficientes próximos de 0,20. Já o sistema alveolar com 4 cm de substrato e o sistema hexa com sedum foram os que apresentaram, no geral, maiores valores no α em todas as faixas de frequência, além de apresentarem em termos de NRC os maiores valores, ou seja: 0,80 e 0,81 respectivamente. O α máximo no sistema alveolar com 4 cm de espessura do substrato atingiu 0,89 nas frequências de 1kHz, 2kHz e 2,5 kHz, e nas baixas frequências valores de α entre 0,25 à 0,32 nas frequências de 100 à 200 Hz; já no sistema hexa com espessura do substrato de 6cm com sedum o α máximo foi de 0,94 na frequência de 800Hz, e nas baixas frequências entre 0,16 a 0,26. O sistema alveolar com espessura de 4 cm com grama foi o que obteve maiores α nas baixas frequências de100 a 200 Hz com valores de 0,31 a 0,38, sendo assim mais eficaz para absorção de ruído de tráfego. No geral, os coeficientes de absorção de todas as amostras dobraram o valor na faixa de 250 Hz em relação a 200 Hz. Os resultados obtidos indicam um alto coeficiente de absorção para tais equipamentos, o que sugere que a utilização de telhados verdes pode ser uma ótima alternativa de controle de ruído urbano.

A escolha pela Industria da Construção Civil foi devido à sua dinâmica, exibindo diversos ramos dentro de uma obra com muitos funcionários envolvidos, estando muitas vezes expostos ao ruído de máquinas e equipamentos. O ruído é considerado como um dos maiores causadores de afastamento, lesões chegando até a causar as aposentadorias, junto ao INSS. Segundo o Ministério do Trabalho e Emprego, o setor da construção civil ocupou 1.048.251 postos de trabalhos diretos em 2003, tendo ocupado 1.118.570 postos de trabalhos em 2004. De acordo com o Ministério da Previdência Social, no ano de 2005, cerca de 492 mil acidentes do trabalho foram registrados no INSS. Comparado com o ano anterior, 2004, o número de acidentes de trabalho registrados aumentou 5,6%, por isso a importância de pesquisas nessa área. De acordo com a NR-9, o ruído é um agente físico, muitas vezes esquecido, passando despercebido nas fases de execução de uma obra, se fazendo necessário, antes do inicio de cada obra, a sua identificação, avaliação e os possíveis controles quando necessário. O ruído é considerado o terceiro maior causador da poluição ambiental, só ficando atrás da poluição das águas e do ar. A perda auditiva é uma patologia 100% evitável, mas uma vez adquirida, é permanente e irreversível. Essa pesquisa teve como objetivo, a analise através da dosimetria do nível de pressão sonora, gerado pelos equipamentos: betoneira, serra circular e/ ou manual e guincho(elevador) do ramo da indústria da construção civil. Foi realizada em 5 (cinco) obras de edificações verticais, na fase de acabamento, na Região Metropolitana do Recife (RMR). Os resultados foram satisfatórios, pois nenhum funcionário encontrava-se expostos aos diferentes níveis de pressão sonora (ruídos), gerados pelas máquinas monitoradas: guincho, betoneira e serra circular ou portátil. Apesar de alguns níveis excederem o limite de tolerância (LT) que para a norma é de 85dB (A), com uma dose de exposição de 100% para uma permanência de 8 horas diárias. Apenas 1 dos 14 funcionários, não utilizava o Equipamento de Proteção Individual (EPI), no caso específico em apreço, o protetor auricular, tipo concha ou tipo plug, o que o levou a aproximar-se mais do limite estabelecido pela norma. Foram utilizados 2 (dois) dosímetros de marca Quest, modelos Q-300 e Q-400, aparelhos estes conectados ao corpo do trabalhador. Depois de verificados esses níveis de pressão sonora e a exposição de cada funcionário a tais níveis de ruído, os resultados foram confrontados com a legislação vigente e sugeridas algumas medidas de atenuação, quando julgados necessários / The decision for the building construction industry was due to its dynamics, having diverse areas within a project, many construction workers are involved, and they are exposed to machinery and equipments noise. Machinery noise is the main cause of medical leave and injuries; it can also cause early retirements by the INSS [Brazilian National Institute of Social Security]. According to the Ministry of Labor and Employment, the civil construction sector held 1,045,251 direct job positions in 2003, and 1,118,570 direct job positions in 2004. The Ministry of Welfare points that in 2005, approximately 492,000 of work related injuries were reported to the INSS. If compared to the previous year of 2004, work related injuries increased 5.6%. The numbers show the importance of a research in that area. According to the NR-9, the noise is a physical agent, and many times do not receive the special attention required, it can go unnoticed during the implementation stages of a project. It is necessary, before the start of each job or project, the identification, evaluation and the correct control of the noise when needed. Noise is considered the third main cause of environmental pollution, only behind of water and air pollution. Hearing loss is a pathology that can be 100% prevented, but once acquired, it becomes permanent and irreversible. This research objective was the analysis by a dosimeter of the sound pressure level generated by the equipments: concrete truck mixer; the circular saw or portable and construction lift of the civil construction sector. The research took place in 5 (five) sites of vertical building projects, during the final stage, in the Metropolitan area of Recife (RMR). The results were satisfactory, as no construction worker was found exposed to the different levels of sound pressure (noise), generated by the machinery being monitored: concrete truck mixer, circular saw or portable and construction lift. Even though some levels exceeded the tolerance limit (LT) which is a standard of 85dB (A), for a 100% exposure in an 8 hours working day. Only 1 out of 14 construction workers was not equipped with the Individual Protection Equipment (EPI). In this particular case, the ear protector (protective type shell or plug type), exposed the worker to the limit set by the standard. Two (2) dosimeters from Quest brand were used in this research; models Q-300 and Q-400. The devices were connected to the body of the worker. After verifying the sound pressure levels and the exposure of each worker to such levels of noise, the results were confronted with the legislation in charge and some mitigation measures were suggested, when deemed necessary, in order to avoid possible damages to the workers health

A poluição sonora urbana, em especial a gerada por motocicletas com escapamentos modificados, afeta indistintamente a saúde de toda população de diversas maneiras e tende a aumentar, ao contrário da emissão de gases, que vem se reduzindo ao longo dos anos. Com o objetivo de conter o ruído gerado pelo tráfego urbano, vários países desenvolvem procedimentos, leis e ações mitigatórias como barreiras acústicas e asfaltos fonoabsorventes, porém há grande quantidade de motocicletas, veículo tipicamente de alto potencial de incômodo e ruidoso, que circulam com sistemas de escapamento adulterados e emitem ainda mais excesso de ruído. A inspeção veicular é ferramenta importante no controle de emissões de gases poluentes de veículos em uso, mas falha em restringir aqueles que ultrapassam os limites legais de ruído e, somado a isto, há o agravante de o condutor submeter-se a poluição sonora que ele mesmo produz. A fiscalização de rua surge como alternativa de controle ambiental, mas algumas vezes é contestada por ser subjetiva ou por faltar uma metodologia simples, confiável e eficaz. Buscou-se então compreender a relação entre o aumento do nível sonoro da motocicleta com escapamento modificado ao circular no trânsito e a emissão sonora medida na condição de inspeção, o chamado ruído parado, para trazer subsídios à formação de métodos mais eficazes de fiscalização e controle. Para isto foram avaliadas motocicletas quanto à emissão de ruído em circulação e ruído parado e os resultados obtidos apontam que os escapamentos modificados possuem nível sonoro muito mais elevado que os originais, com forte correspondência entre os dois métodos de medição. Esta poluição sonora atinge de modo particularmente intenso os profissionais, motoboys, que modificam suas motocicletas, pois eles se submetem a todos os fatores que favorecem a perda auditiva por excesso de ruído. Outras questões surgiram em paralelo ao tema principal e foram brevemente avaliadas para se compor o quadro geral, como o nível sonoro de escapamentos não originais avaliados segundo os procedimentos de homologação, a contribuição que a motocicleta traz ao ruído urbano e que resultados estes trazem quanto ao torque e potência da motocicleta. Estes estudos indicaram que a motocicleta modificada contribui fortemente para a poluição sonora urbana, afetando principalmente o condutor e sem trazer ganhos efetivos em termos de potência e dirigibilidade. / The urban noise pollution, in particular the one produced for motorcycles with tampered exhaust systems, affects indistinctly the health of all people in many ways and tends to grow up, in opposite to gaseous emissions, that is getting down through years. With the goal of mitigate noise generated from urban traffic, many countries develop procedures, laws and actions as acoustic barrier and phono absorbent asphalt, but there are still a great amount of motorcycles, typically a high annoying and noisy vehicle, running with tampered mufflers and producing excessive noise. In use vehicle inspection is an important tool on gaseous emissions control but fails to restrain excessive noise, a problem that get worse up due the rider is subjects him/herself to the own sound pollution. Roadside control comes as an alternative but sometimes is rejected as subjective or due a lack of a simple, easy, trustable method. This research looks for the relationship between increased sound level of modified motorcycles in traffic and noise emission in inspection mode, also known as stationary noise, to bring subsidies to develop more efficient control methods. For this, it were evaluated motorcycles for traffic and stationary noise emission and the results point that modified exhaust systems have a very higher sound level than original mufflers, with strong relationship between these two measurement methods. This sound pollution affects in a very special mode the professionals, called in Brazil motoboys, which modify their motorcycles, because they subjected themselves to all factors for noise-induced hearing loss. Other questions come in parallel to the main focus and were briefly studied in order to compound the whole picture as sound level of replacement mufflers according homologation procedures, the motorcycle contribution to the urban sound pollution and the results for power and torque. These studies point to that modified motorcycles strongly contribute to urban noise, affecting especially the driver and with no effective gain in engine power and motorcycle handling.

Orientador: Stelamaris Rolla Bertoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-16T17:02:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_BiancaLopesde_M.pdf: 18048402 bytes, checksum: 534b3cfd67d3599a449531074223555b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: As estações elevatórias são responsáveis pelo recalque ou bombeamento de água tratada, bruta ou de esgoto. São estruturas essenciais num sistema de abastecimento de água que não possui condições de ter seu abastecimento por um sistema totalmente à gravidade. A cidade de Jundiaí (São Paulo - Brasil), base para o estudo, possui 28 (vinte e oito) estações elevatórias distribuídas pelos aglomerados urbanos, podendo ser responsáveis pela degradação do meio ambiente por meio da poluição sonora, pois o conjunto motor-bomba destas estações gera ruído, às vezes, audível a longas distâncias. O ruído, dependendo do nível e da sua duração, pode resultar em perturbações psicológicas ou alterações fisiológicas associadas a reações de stress, cansaço, irritabilidade e falta de concentração. O presente trabalho teve como principal finalidade caracterizar as estações elevatórias quanto a seus aspectos construtivos para fins de enclausuramento dos conjuntos motores e bombas (fontes de ruído). Foram realizadas medições de níveis de pressão sonora interna e externamente às estações, com os motores e bombas ligados e desligados, de acordo com a NBR 10151/2000 (ABNT), a fim de se obter dados que demonstravam o isolamento sonoro que a estação elevatória proporcionava ao ruído gerado pelo conjunto motor-bomba. As diferentes configurações de implantação dos sistemas construtivos e disposições de aberturas resultaram em diferentes desempenhos acústicos, alguns atendendo as normas vigentes e outros não. Assim, avaliaram-se seus impactos sonoros no entorno da estação e foram elaboradas algumas sugestões de estratégias para mitigação dos impactos / Abstract: The pumping stations are responsible for pumping of treated water or sewage. These structures are essential for a system of water supply that does not have a position to have their supplies from a totally gravity system. The city of Jundiai (São Paulo - Brazil), basis for study, has 28 (twenty eight) pumping stations distributed throughout urban areas and may be responsible for environmental degradation through the noise, because the motor-pump these stations generate noise, sometimes, audible over long distances. Noise, depending on the level and duration, can result in psychological disorders or physiological changes associated with stress reactions, fatigue, irritability and poor concentration. This work had as main purpose to characterize the pumping stations about its constructive aspects of enclosure for the joint motors and pumps (noise sources). Measurements of sound pressure levels inside and outside the station, with the motors and pumps on and off, according to standard NBR 10151/2000 (ABNT), were did to obtain data showing sound insulation that pump station provided to noise generated by motor-pump. The different deployment configurations of building systems and arrangements of openings resulted in different acoustic performances, some attending the standards and not others. Therefore evaluated if their impacts on the surrounding sound and the station were drawn up some suggestions of strategies for mitigation of impacts / Mestrado / Arquitetura e Construção / Mestre em Engenharia Civil

O ruído excessivo é considerado problema de saúde pública devido ao seu impacto a saúde humana. Nas edificações residenciais, os ruídos emitidos por instalações hidrossanitárias são maioria nas reclamações dos usuários. Neste contexto, destaca-se a necessidade do controle acústico em edificações residenciais, em específico deste estudo, para o controle do ruído hidrossanitário em instalações prediais. A norma NBR 15575: 2013 estabelece parâmetros para que os ruídos gerados por instalações hidrossanitárias não produzam níveis de pressão sonora elevados no interior dos dormitórios. Os níveis elevados provocam uma percepção auditiva desagradável e podem gerar constrangimentos entre vizinhos, devido à falta de privacidade. O objetivo deste artigo é avaliar e comparar os resultados de possíveis soluções acústicas para mitigar os níveis de pressão sonora gerados pelas instalações hidrossanitárias prediais, devido o acionamento de descargas de vasos sanitários e abertura de torneiras. Foram realizadas medições de níveis de pressão sonora conforme a norma ISO 16032: 2004 adaptada para laboratório em câmara de ensaios acústicos hidrossanitários do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) para nove amostras de envelopamento acústico. Os resultados técnicos encontrados através das grandezas LZeq,nT, LAeq,nT e LASmax,nT foram analisados e comparados para cada amostra medida no tubo envelopado e no tubo aparente. Para as amostras analisadas, a maioria das amostras apresenta ? L >= 20 dB no acionamento da descarga do vaso sanitário e ? L >= 10 dB para o ruído oriundo da abertura da torneira. Através da estimativa custo-benefício, verificou-se que a amostra C possui a melhor relação entre as amostras estimadas. / Excessive noise is considered a public health problem due to its impact on human health. In residential buildings, the noises emitted by hydrosanitary are the source of most complaints from users. In this context, we highlight the need for acoustic control in residential buildings, in the specific case of this work, for the control of hydrosanitary systems noise in building. The standard NBR 15575: 2013 establishes parameters for the noises generated by hydrosanitary systems do not produce highs sound pressure levels inside the bedroom. When these levels are high, they cause a nasty hearing perception and can generate constraints between neighbors, due to the lack of privacy. The goal of this dissertation is to evaluate and analyze the results of possible acoustic solutions to mitigate the sound pressure levels generated by hydrosanitary systems, due to the triggering of discharge activation of toilets and tap opening. For this, measurements of sound pressure levels as ISO 16032: 2004 adapted to laboratory in acoustic testing environment hydrosanitary Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) to nine samples. Evaluated and compared the technical results found through the variable, LZeq,nT, LAeq,nT e LASmax,nT, for each sample as the tube enveloped and apparent tube. The results for the samples analysed are satisfactory, since most samples reduce more than 20 dB for noise generated due to the discharge activation and 10 dB for noise from the tap opening. Through the cost-benefit analysis, it was found that the sample C has the best relation between estimated samples.

Les couples d'engrenages présents dans les boîtes de vitesses automobiles sont une source de bruit importante à prendre en compte et à maîtriser. L'acyclisme du moteur observable en entrée de boîte a notamment pour conséquence de provoquer des impacts entre les dents des engrenages non chargés, à l'origine du bruit de grenaille. Ce travail de thèse s'intéresse aux cas de grenaille dits périodiques, dont l'apparition et la sévérité dépendent, entre autres, des conditions de fonctionnement régime/charge. Pour détecter la présence et quantifier la sévérité de ce bruit, il est nécessaire de construire des indicateurs pertinents et dédiés, où il est particulièrement intéressant de conserver la dualité des informations temporelles (relatives aux voies de transfert des phénomènes vibratoires) et angulaires (relatives aux cycles de la machine) mesurées sur des boîtes en montée de régime. Une extension de l'approche cyclostationnaire classique est ainsi exploitée et la cohérence spectrale ordre/fréquence est utilisée afin de définir un indicateur de sévérité du bruit de grenaille. Deux campagnes d'essais ont été réalisées afin de valider la pertinence de cet indicateur, utilisant un banc d'essais qui permet d'imposer des montées en régime et de générer un acyclisme. Dans la première campagne d'essais, un pignon fou est instrumenté à l'aide d’un codeur optique afin de mesurer la vitesse relative pignon fou/pignon menant qui est utilisée comme référence pour détecter l'apparition des impacts. La comparaison avec l'indicateur proposé, calculé à partir du signal vibratoire d'un accéléromètre positionné sur le carter de boîte, démontre sa capacité à détecter effectivement des chocs. Des sessions d'écoute ont été organisées afin de comparer le ressenti d'auditeurs qualifiés pour faire des évaluations subjectives à l'évolution des valeurs données par l’indicateur, à partir d'une seconde campagne d'essais. Cet indicateur apparaît représentatif du ressenti des auditeurs. Une fois la grenaille détectée et quantifiée globalement en intensité, il est intéressant d'extraire sa composante du signal global mesuré. Pour cela, une extension du filtre de Wiener cyclique pour des signaux cyclostationnaires angle/temps est proposée. Le signal extrait étant supposé être généré uniquement par les impacts produisant le bruit de grenaille, les impulsions extraites sont exploitées afin d'estimer la fonction de transfert entre les points d'excitation et le capteur localisé sur le carter de boîte. Cette fonction de transfert est comparée à celle obtenue par une seconde méthode, également développée dans le cadre de cette thèse, qui consiste en une extraction de la partie déterministe de l'excitation à l'aide d'un filtre en peigne dans le domaine des ordres, puis en une identification aveugle de la réponse impulsionnelle dans le domaine cepstral. / The improvement of the engine noise emissions causes the emergence of new sources which were previously masked, like gearbox noises. Because of the engine acyclism some impacts can appear between the teeth of unloaded gears. Those impacts generate the so called rattle noise which is a current problem for car manufacturers. This work is focused on periodic cases of rattle noise. Their appearance and their level depend on operating conditions. In order to propose a specific detection indicator it is particularly useful to exploit the angle/time duality from measures in non-stationary conditions: the angle domain is linked to the periodicity of the impacts while the time domain is linked to their nature. An extension of the cyclostationary approach is thus exploited and the order/frequency spectral coherence is used to define a severity indicator of rattle noise. The validation of this indicator is obtained from measurements. For a first level of validation, a loose gear has been instrumented with an optical encoder in order to measure the relative velocity between this loose gear and the driving gear. The comparison with the proposed indicator shows its ability to effectively detect the impacts. For a second level of validation some listening sessions have been organized. The evolution of values of our indicator appears in accordance with the feeling of the listeners. After the detection of rattle noise it is interesting to extract its contribution from the measured signal. An extension of the cyclic Wiener filter is thus proposed for angle/time cyclostationary sources. The extracted signal being supposed only produced by impacts, the extracted impulses are then exploited in order to estimate a transfer function. This transfer function is compared with the other one obtained by a second method, also developed in this work. This method exploits the non-stationary regime and proposes a blind identification with cepstrum.

Orientador: Milton Dias Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T02:12:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simionatto_ViniciusGabrielSegala_D.pdf: 8460823 bytes, checksum: 3f1c69b6dfe1b24e67844c22ad4d181d (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Absorvedores de Vibração Pendulares Centrífugos (ou CPVAs) são uma tecnologia criada em 1911, que trouxe excelentes resultados na redução de vibração torcional de muitos sistemas. Porém, sua aplicação em trens de potência automotivos para redução de vibração no virabrequim tornou-se inviável ao final da década de 1940 pela existência de dampers viscosos à base de silicone, uma solução mais barata e com performance similar em certas aplicações. Contudo, a vibração torcional transmitida a transmissões manuais ou automatizadas, em certas velocidades críticas, pode gerar ruído em níveis inaceitáveis, e as soluções atuais para a atenuação deste tipo de vibração, em algumas aplicações, são ou pouco efetivas, como o atrito em discos de embreagem, ou muito custosas, como volantes de dupla massa. Por isso, neste trabalho busca-se a aplicação de absorvedores de vibração pendulares em um disco de embreagem de um trem de potência automotivo equipado com uma transmissão automatizada para a redução de vibração torcional na transmissão, reduzindo possivelmente o ruído de rattle. Para este fim, primeiramente testes são realizados no veículo em estudo para o levantamento de dados torcionais do trem de potência, e em seguida, um modelo linear torcional é proposto, para que a dinâmica torcional do trem de potência seja representada. Em seguida, uma análise extensiva dos principais tipos de CPVA é realizada. São realizadas análises lineares e não lineares em modelos com parâmetros adimensionais de um e dois rotores com pêndulos centrífugos, e nas análises não lineares, o Método de Múltiplas Escalas é utilizado; um método mais robusto e preciso do que o método que vem sendo utilizado nos principais trabalhos nesta área. Além disso, as análises são feitas considerando-se que os pêndulos possuem trajetória genérica, e ênfase é dada às trajetórias clássicas: circular, cicloide e epiciclóide. Com base nestas análises, duas metodologias de projeto de pêndulos centrífugos são propostas. Além disso, um protótipo de disco de embreagem com pêndulo é proposto. Então, baseando-se nas limitações do projeto, simulações são feitas utilizando o modelo proposto para o trem de potência e o modelo não linear do pêndulo. As primeiras simulações são feitas obedecendo as limitações do projeto, que propiciam um pequeno raio de instalação do pêndulo e permitem que ele possua massa muito menor do que o valor ideal. Estas simulações mostram que, neste caso o pêndulo se torna instável e ineficaz. Nas simulações seguintes, as limitações de projeto são desprezadas e ambos os projetos de pêndulo são testados. Com maior inércia, o absorvedor pendular é capaz de reduzir substancialmente a vibração torcional na transmissão sem que seja necessário introduzir atrito no disco de embreagem. Contudo, pêndulos com maior inércia podem comprometer a vida útil dos sincronizadores da transmissão, e por isso estudos devem ser realizados para verificar este efeito colateral / Abstract: Centrifugal Pendulum Vibration Absorbers (or CPVAs) are a technology which dates back to 1911, and which has brought excellent results on the reduction of torsional vibrations in many systems. Its application in automotive powertrains for the reduction of vibration on the crankshaft became impracticable by the second half of the 1940s due to the existence of silicone based viscous dampers, a cheaper solution that had similar performance in many applications. However, torsional vibration transmitted to manual or semi-automatic gearboxes may cause unacceptable noise in some critical speeds, and the current solutions for the mitigation of this kind of vibration are, in some cases, either not effective, as torsional friction in clutch disks, or too expensive, as dual mass flywheels. For this reason, in this work, the use of centrifugal pendulum vibration absorbers on a clutch disk of a vehicle powertrain equipped with a semi-automatic gearbox is studied, aiming at reducing torsional vibration at the gearbox, leading to possible reduction of rattle noise. For this means, firstly tests are performed on the vehicle under investigation in order to obtain torsional data from its powertrain, and a linear torsional model of it is proposed next, so that the torsional dynamics of the powertrain can be represented. Then, an extensive analysis of the main types of CPVA are performed. Linear and nonlinear analyses are made in models with dimensionless parameters composed by one of two rotors and centrifugal pendulums. For the nonlinear analyses, the Method of Multiple Scales is used; a more robust and precise method than the one which has been used on the main literature in this area. Besides, the analyses are performed considering general-path pendulums and emphasis is given to the classical paths: circular, cycloid and epicycloid. Based on these analyses, two design techniques for CPVAs are proposed. Furthermore, a prototype of a clutch disk with pendulum absorbers is proposed. Then, based on project limitations, simulations are performed using the powertrain model and the nonlinear model of the CPVA. The first simulations are performed taking into consideration the project limitations, which allow a small radius for pinning the pendulum and also for a small mass of the pendulum bob, much lower than the ideal value. These simulations show that, in this case, the pendulum becomes unstable and ineffective. On the forthcoming simulations, project limitations are neglected and both pendulum design techniques are tested. With higher inertia, the pendulum absorbers are capable of providing a substantial reduction on the amplitude of vibration of the gearbox without the need for adding torsional friction to the clutch disk. However, pendulum bobs with high inertia may harm the service life of the gearbox¿s synchronizers, and further studies must be performed to evaluate this side effect / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Wind energy is one of the fastest-growing renewable energy technologies, and horizontal axis wind turbines (HAWT) have been the most common device to convert wind kinetic energy into electrical energy. As the capacities of wind turbines and scales of wind farm constructions are rapidly increasing over time, environmental impacts of wind energy are becoming more relevant and raising more attention than ever before. One of the major environmental concerns is noise emission from wind energy facilities, especially low-frequency noise and infrasound that allegedly cause so-called wind turbine syndrome. Therefore, a numerical simulation program capable to predict low-frequency noise and infrasound emission from wind turbines is a useful tool to aid future wind energy development. In this study of this thesis, a computer program named TDRIP (Time Domain Rotor Infrasound Prediction) is developed based on acoustic analogy theories. Farassat’s formulation 1A, a solution to Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) equation, is implemented in the TDRIP program to compute aerodynamically generated sound. The advantage of this program is its capability to simultaneously compute infrasound emission of multiple wind turbines in time domain, which is a challenging task for other aerodynamic noise prediction methods. The developed program is validated against results obtained from computational fluid dynamics (CFD) simulations. The program is then used to compute aerodynamic noise emitted from wind turbine rotors. The effects of wind direction, wind turbine siting, and phase of wind turbine rotation on consequent aerodynamic noise are investigated. Results of aerodynamic noise computation imply that wind turbine siting configuration or wind turbine phase adjustment can help reducing noise level at certain locations, which make the program ideal to be integrated into wind farm siting or control tools.