Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-24T03:07:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2015 / Nas últimas décadas, o incremento do número de voos comerciais tem gerado um aumento nos níveis de ruído nas zonas próximas aos aeroportos, e um consequente endurecimento da legislação específica. A avaliação do ruído gerado por uma aeronave é normalmente realizada considerando três condições de voo: uma para pouso e duas para decolagem. Estudos realizados mostram que nas três condições de voo o fan é uma das fontes mais importantes no ruído emitido pelo avião. A análise deste tipo de ruído requer bancadas experimentais onerosas, portanto, o uso de ferramentas computacionais para simulação aeroacústica (CAA, Computational Aeroacoustics) aparece como alternativa. Existem diferentes abordagens numéricas implementadas em códigos de simulação CAA. As mais utilizadas são: o método dos elementos de contorno (BEM), o método dos elementos finitos (FEM) e aqueles que resolvem as Equações de Euler na forma completa ou linearizada. Cada abordagem é aplicada dependendo do tipo de escoamento que vai ser considerado na simulação e da localização do estudo. Em geral, os problemas envolvendo a radiação sonora através da entrada do motor são abordados considerando escoamento uniforme e não-uniforme irrotacional, e no caso da saída é usado escoamento rotacional devido à turbulência gerada pelo jato. Este trabalho tem por objetivo a implementação de diferentes abordagens para a simulação do ruído de fan, a avaliação de diferentes modelos de escoamento e a análise de diferentes configurações de tratamentos acústicos aplicados ao motor. Por tanto, foi usado o software comercial de simulação aero-acústica ACTRAN/TM, e os modelos validados com dados experimentais e simulados disponíveis na literatura para geometrias 2D axisimétricas. Uma das tecnologias usadas para diminuir o ruído radiado pelo fan são revestimentos acústicos (liners). Estes são estruturas de tipo honeycomb que são colocados no interior da carenagem do motor conhecida como nacele. No entanto, reparos feitos no interior da nacele (remendos), ou a presença de sensores para obter dados de voo geram descontinuidades que afetam a atenuação do liner. As junções dos liners no interior da nacele também são consideradas como descontinuidades. Neste trabalho os efeitos destas descontinuidades foram avaliados mediante um estudo paramétrico usando uma geometria 3D. Diferentes geometrias foram consideradas estabelecendo que descontinuidades de largura maior e comprimento menor são as que menor impacto tem na atenuação conseguida com o liner. Também os efeitos de vários remendos com razões de aspecto fixas foram simulados, concluindo que podem gerar um aumento no nível de potencia radiada equivalente a uma junção.<br> / Abstract : Civil aviation growth seen the last decades has caused a significant incremente in noise levels around airports, and a consequent tighter in the specific legislation. Aircraft noise evaluation is done considering three flight conditions: one for approach and two for takeoff. Studies established that the fan is an important source of aircraft noise. The analysis of this type of noise need expensive RIG installations, therefore, computational aeroacoustics simulation tools (CAA) appears as an alternative. There are different numerical approaches implemented in numerical codes for CAA. The most used are: the Boundary Element Method (BEM), the Finite Element Method (FEM) and others, which resolve the full or linearized Euler equations. Each approach is applied depending on the type of flow that is going to be considered during the simulation or problem localization. Generally, nacelle intake problems are generally evaluated with uniform and nonuniform irrotational flow. Rotational flow approach is used on nacelle exit because of the turbulence created by the jet. The main purpose of this document, is to implement different approaches in forward fan noise simulation, the evaluation of different flow models and the analysis of different liner configurations applied to the nacelle. Therefore, the comercial code ACTRAN/TM was used and the models were validated with experimental and numerical data available in the literature, for 2D axisymmetric geometries. In order to attenuate the fan noise, liners are located inside the nacelle. Liner are honeycomb structures that are located inside the nacelle duct. However, liner repairs or flight sensors generate discontinuities, which affect liner atenuation. Liner splices inside the nacelle are also considered as discontinuities. In this document discontinuity effects are evaluated by means of a parametric study, in a full 3D geometry. Different aspect ratios were analyzed concluding that discontinuities with greater width and shorter length, have less impact on liner noise attenuation. Also the effects of various patches with fixed aspect ratio were simulated, concluding that this configuration can generate an increase in the radiated power level, equivalent to
one splice.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/156513 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Acosta, Oscar Esneider |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Cordioli, Júlio Apolinário, Silva, Andrey Ricardo da |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 110 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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