Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:45:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016 / O presente trabalho descreve o desenvolvimento de uma bancada experimental para ensaios de ruído de jato que foi utilizada para a análise de efeitos de instalação de escoamentos de bocais com e sem chevrons. Após uma etapa de verificação dos dados fluidodinâmicos e de ruído da bancada, foram conduzidas investigações para estudar os mecanismos físicos que afetam o ruído de jatos posicionados próximos a uma placa plana representando o efeito de instalação devido à asa. Em particular, a análise é feita a partir de configurações de instalação representando a montagem do motor sobre a asa, para as quais se investigou a influência dos chevrons sobre o ruído de interação jato-superfície e sobre o efeito de barreira sonora. Os resultados revelaram que, para leve integração entre a superfície e o bocal, os chevrons, acusticamente benéficos na condição de jato isolado, interferem na difração e espalhamento sonoro promovidos pela superfície sobre as fontes sonoras do escoamento, em geral reduzindo o ruído também na condição de jato instalado. Entretanto, em configurações de forte integração entre a superfície e o bocal, os benefícios acústicos obtidos com chevrons foram significativamente reduzidos. Esta observação está relacionada à maior abertura do jato promovida pelo bocal serrilhado e assim maior área da superfície coberta pelo jato, o que intensifica o ruído de interação jato-superfície, de modo que, no caso crítico, o bocal com chevrons emitiu maior ruído que o bocal sem chevrons. Adicionalmente, medições do campo do escoamento foram realizadas com anemômetro de fio-quente para as configurações de instalação que causaram maior modificação no espectro de ruído em relação ao caso isolado, fornecendo informações a respeito dos principais mecanismos responsáveis pelas alterações observadas no campo acústico distante. Finalmente, procedeu-se um estudo paramétrico relacionando o nível de pressão sonora global de cada configuração com as características do escoamento e posição da placa, buscando subsídios para a proposição de configurações de instalação mais silenciosas.<br> / Abstract : The present work accounts for the development of an experimental bench for jet noise testing which was used for the analysis of installation effects from jet flows issued by nozzles with and without chevrons. After a verification process of the flow and noise data generated from the bench, investigations were carried out in order to study the physical mechanisms affecting the noise from jets in the vicinity of a flat plate representing the installation of a wing. Particularly, the analysis is made from jet-over-wing mounting configurations for which it was investigated the influence of chevrons on the jet-surface noise and on the shielding effect. For nozzle-to-surface weakly coupled configurations, the results revealed that chevrons, which are generally beneficial for noise attenuation in isolated jets, also interfere in the sound diffraction and scattering generated by the surface on the flow-related sound sources, leading to noise reductions of installed jet configurations. On the other hand, for nozzle-to-surface highly coupled configurations, the acoustic benefits of chevrons were significantly decreased. That observation is related to a higher jet spreading for the chevron nozzle and then a larger area covered by flow, intensifying the jet-surface noise, so that in the critical case, the chevron nozzle issued noise levels higher than the baseline nozzle. Moreover, hot-wire anemometry measurements of the flow field of installed jets were conducted for the cases that presented the largest differences in the noise spectrum in comparison to the isolated jet configuration. This methodology made it possible to identify the main mechanisms responsible for the modifications observed in acoustic far-field. Finally, a parametric study was carried out to correlate the overall sound pressure level with the jet flow characteristics and plate position, seeking a reasoning to identify silent installed configurations.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/168026 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Bastos, Leopoldo Pacheco |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Deschamps, César José, Silva, Andrey Ricardo da |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 222 p.| il., grafs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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