Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Em engenharia, a modelagem computacional desempenha um papel importante
na concepção de produtos e no desenvolvimento de técnicas de atenuação de ruído.
Nesse contexto, esta tese investiga a intensidade acústica gerada pela radiação sonora de
superfícies vibrantes. De modo específico, a pesquisa enfoca a identificação das regiões
de uma fonte sonora que contribuem efetivamente para potência sonora radiada para
o campo afastado, quando a frequência de excitação ocorre abaixo da frequência crítica
de coincidência. São descritas as fundamentações teóricas de duas diferentes abordagens.
A primeira delas, denominada intensidade supersônica (analítica) é calculada via
transformadas de Fourier para fontes sonoras com geometrias separáveis. A segunda,
denominada intensidade útil (numérica) é calculada através do método dos elementos
de contorno clássico para fontes com geometrias arbitrárias. Em ambas, a identificação
das regiões é feita pela filtragem das ondas não propagantes (evanescentes). O trabalho
está centrado em duas propostas, a saber. A primeira delas, é a apresentação
implementação e análise de uma nova técnica numérica para o cálculo da grandeza
intensidade útil. Essa técnica constitui uma variante do método dos elementos de contorno
(MEC), tendo como base o fato de as aproximações para as variáveis acústicas
pressão e velocidade normal serem tomadas como constantes em cada elemento. E
também no modo peculiar de obter a velocidade constante através da média de um
certo número de velocidades interiores a cada elemento. Por esse motivo, a técnica
recebe o nome de método de elemento de contorno com velocidade média (AVBEMAverage
Velocity Boundary Element Method). A segunda, é a obtenção da solução forma
fechada do campo de velocidade normal para placas retangulares com oito diferentes
combinações de condições contorno clássicas. Então, a intensidade supersônica é
estimada e comparada à intensidade acústica. Nos ensaios numéricos, a comparação
da intensidade útil obtida via MEC clássico e via AVBEM é mostrada para ilustrar a
eficiência computacional da técnica aqui proposta, que traz como benefício adicional
o fato de poder ser utilizada uma malha menos refinada para as simulações e, consequentemente,
economia significativa de recursos computacionais. / In engineering computational modeling plays an important role in product design
and development techniques for noise attenuation. In such context, this thesis
investigates the acoustic intensity generated by sound radiation from vibrating surfaces.
Specifically, the research focuses on the identification that effectively contribute
to the radiated sound power into the far-field, especially when the driven frequency
occurs below the critical coincidence frequency. The theoretical formulations of two
different approaches are described. The first one, called supersonic intensity (analytical)
is calculated via Fourier transforms for noise sources with separable geometries.
The second, called useful intensity (numerical) is calculated by the method of boundary
elements to classic fonts with arbitrary geometries. In both, the identification
of regions is done by filtering the non propagating waves (evanescent). The work is
focused on the presentation, implementation and analysis of a new numerical technique
for calculating the magnitude useful intensity. This technique is a variant of the
method-boundary element (BEM), based on the fact that the approximations for the
acoustic pressure and normal speed variables are taken as constant in each element.
Also in particular way to obtain constant speed by mean of a number of speeds interior
of each element. For this reason, the technique is called the Average Velocity Boundary
Element Method . The closed form solution of the normal velocity field for rectangular
plates in eight cases with distinct combinations of classical boundary conditions is also
obtained. Then, the supersonic intensity is estimated and compared to the acoustic
intensity. Numerical experiments are performed comparing to the useful intensity via
the conventional BEM with theAVBEM in order to illustrate the positive computational
features of the method. The numerical results indicate that the proposed method is
much more computationally effcient than its standard BEM counterpart, it enabling
the use of a coarser mesh.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:UERJ:oai:www.bdtd.uerj.br:5001 |
| Date | 25 July 2014 |
| Creators | Vera Lúcia Duarte Ferreira |
| Contributors | Roberto Aizik Tenenbaum, Hermes Alves Filho, Luiz Bevilacqua, Ricardo Fabbri, Jose Maria Campos dos Santos |
| Publisher | Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional, UERJ, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf, application/pdf, application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ, instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro, instacron:UERJ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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