Análise de um metamaterial acústico do tipo labiríntico na absorção sonora de baixas frequências

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Almeida, Gildean do Nascimento
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/215385
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2019.
id UFSC_6c2dfe5de1b8110d3f82b3601acd0601
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/215385
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str 2373
spelling Análise de um metamaterial acústico do tipo labiríntico na absorção sonora de baixas frequênciasEngenharia mecânicaAbsorção do somMateriais acusticosDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2019.Metamateriais são estruturas que apresentam propriedades atípicas as quais não se alcançam nos materiais comuns, tais atributos são oriundos de sua disposição e geometria. Neste contexto, diversos tipos de metamateriais acústicos surgiram como alternativa quando deseja-se controlar a energia sonora associada a qualquer região no espaço de frequência, uma vez que este controle sucede principalmente por meio do coeficiente de absorção sonora. Os metamateriais acústicos do tipo inercial apresentam qualidades ótimas, tais como: impedância acústica de superfície correspondente a impedância do ar e coeficiente de absorção sonora, devido às ressonâncias locais produzidas por componentes baseados em ressonadores de Helmholtz. Desta forma, o presente trabalho baseado em um modelo de metamaterial acústico do tipo labiríntico existente na literatura, realiza a priori, uma análise de sensibilidade do modelo visando caracterizar os parâmetros geométricos que decisivamente influenciam o seu comportamento, em seguida, realiza-se uma otimização paramétrica mediante um método heurístico aspirando alcançar uma ótima absorção sonora na faixa de frequência de 100 Hz a 500 Hz. As amostras das geometrias propostas foram construídas através da tecnologia de impressão 3D utilizando a técnica de deposição fundida. Em seguida, as amostras foram avaliadas e os resultados obtidos foram validados mediante ensaios em um tubo de impedância. Um coeficiente de absorção sonora de 0,91 em 294 Hz durante a validação experimental de uma amostra oriunda da análise de sensibilidade foi obtido. É apresentado também uma investigação experimental de uma amostra proveniente da otimização paramétrica em que foi obtido um coeficiente de absorção sonora de 0,90 em 203 Hz, o que demonstra que o modelo de metamaterial acústico do tipo labiríntico atua de maneira eficiente na região de frequência de interesse. Por fim, todos os resultados experimentais apresentados corroboram as previsões dos métodos analítico e numérico (FEM).Abstract: Metamaterials are structures that present atypical properties that are not achieved in common materials, such attributes are derived from their arrangement and geometry. In this context, several types of acoustic metamaterials have emerged as an alternative when it is desired to control the sound energy associated with any region in the frequency space, since this control happens mainly through the sound absorption coefficient. Inertial acoustic metamaterials have optimal qualities, such as: surface acoustic impedance corresponding to air impedance and sound absorption coefficient, due to local resonances produced by components based on Helmholtz resonators. Thus, the present work based on a model of acoustic metamaterial of labyrinthine type existing in the literature, performs a priori, a sensitivity analysis of the model to characterize the geometric parameters that decisively influence its behavior, then parametric optimization is performed through a heuristic method aspiring to achieve an optimal sound absorption in the frequency range of 100 Hz to 500 Hz. The samples of the proposed geometries were constructed using 3D printing technology using the molten deposition technique. Then, the samples were evaluated and the results obtained were validated through tests in an impedance tube. A sound absorption coefficient of 0.91 at 294 Hz during the experimental validation of a sample from the sensitivity analysis was obtained. It is also presented an experimental investigation of a sample from parametric optimization in which was obtained a sound absorption coefficient of 0.90 in 203 Hz, which demonstrates that the model of acoustic metamaterial of labyrinthine type acts efficiently in the region of frequency of interest. Finally, all the experimental results presented corroborate the predictions of the analytical and numerical methods (FEM).Miranda, Erasmo Felipe VergaraBarbosa, Leandro RodriguesUniversidade Federal de Santa CatarinaAlmeida, Gildean do Nascimento2020-10-21T21:16:03Z2020-10-21T21:16:03Z2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis190 p.| il., gráfs.application/pdf369783https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/215385porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2020-10-21T21:16:03Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/215385Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732020-10-21T21:16:03Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise de um metamaterial acústico do tipo labiríntico na absorção sonora de baixas frequências
title Análise de um metamaterial acústico do tipo labiríntico na absorção sonora de baixas frequências
spellingShingle Análise de um metamaterial acústico do tipo labiríntico na absorção sonora de baixas frequências
Almeida, Gildean do Nascimento
Engenharia mecânica
Absorção do som
Materiais acusticos
title_short Análise de um metamaterial acústico do tipo labiríntico na absorção sonora de baixas frequências
title_full Análise de um metamaterial acústico do tipo labiríntico na absorção sonora de baixas frequências
title_fullStr Análise de um metamaterial acústico do tipo labiríntico na absorção sonora de baixas frequências
title_full_unstemmed Análise de um metamaterial acústico do tipo labiríntico na absorção sonora de baixas frequências
title_sort Análise de um metamaterial acústico do tipo labiríntico na absorção sonora de baixas frequências
author Almeida, Gildean do Nascimento
author_facet Almeida, Gildean do Nascimento
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Miranda, Erasmo Felipe Vergara
Barbosa, Leandro Rodrigues
Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Almeida, Gildean do Nascimento
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia mecânica
Absorção do som
Materiais acusticos
topic Engenharia mecânica
Absorção do som
Materiais acusticos
description Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2019.
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019
2020-10-21T21:16:03Z
2020-10-21T21:16:03Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv 369783
https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/215385
identifier_str_mv 369783
url https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/215385
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 190 p.| il., gráfs.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808652394441998336

Registros relacionados