Modelagem de metamaterial acústico para absorção sonora em baixas frequências
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSC |
Texto Completo: | https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/186133 |
Resumo: | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. |
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Modelagem de metamaterial acústico para absorção sonora em baixas frequênciasEngenharia mecânicaAcústicaAbsorção do somBaixas frequênciasDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017.Metamateriais são estruturas fabricadas com propriedades físicas não encontradas na natureza que podem ser obtidas pela configuração geométrica utilizada no projeto. A finalidade dessa geometria é garantir que hajam ressonâncias locais que possibilitem o impedimento da propagação da onda acústica em determinada faixa de frequências. Essa abordagem permite trabalhar com absorção e outros parâmetros acústicos em baixas frequências. O presente trabalho otimiza uma configuração de metamaterial já existente na literatura através do método da Evolução Diferencial, visando alcançar um coeficiente de absorção elevado no intervalo de frequência de 400 Hz a 600 Hz. Os resultados da otimização foram validados com ensaios em tubo de impedância a partir de protótipos obtidos com tecnologia de impressão uma impressora 3D. Obteve-se um coeficiente de absorção de 0,99 em 574 Hz durante a validação. É apresentada uma comparação dos resultados obtidos com valores de um material poroso comumente utilizado para absorção sonora. Outras investigações experimentais do modelo incluíram o acoplamento da amostra com cavidade de ar. Nesse caso, foi obtido um coeficiente de absorção de 0,99 em 315 Hz. Investigações experimentais acerca da perda de transmissão são também apresentadas, e pesquisas futuras são sugeridas.Abstract : Metamaterials are structures with physical properties that cannot be found in nature, which can be reached according to the geometry used in the design of the material itself. The aim of this geometry is to allow the appearance of local resonances, forbidding the acoustic wave to propagate in certain frequency ranges. The advantage of this approach is that it is possible to design a model that can act in lower frequencies, which does not occur with the most commonly used materials available in the market, namely porous and fibrous materials. The present work optimizes a configuration of metamaterial that already exists in literature, with the objective of reaching a high absorption coefficient in the frequency range of 400 Hz and 600 Hz. Results were validated in experiments within an impedance tube following prototypes printed using 3D technology. During the validation process, it was found an absorption coefficient of 0,99 in the frequency of 574 Hz. A comparison between the results achieved with the printed geometry and the results obtained with a porous material used in industry is also presented. Other investigations of the model included changes in its configuration, such as the coupling with an air cavity in one of its boundaries. In this last case, it was obtained an absorption coefficient of 0,99 in the frequency of 315 Hz. Results of transmission loss experiments are also presented, and topics for further research are suggested.Lenzi, ArcanjoUniversidade Federal de Santa CatarinaSousa, Augusto Rafael Carvalho de2018-05-11T17:24:39Z2018-05-11T17:24:39Z2017info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis143 p.| il., gráfs., tabs.application/pdf351254https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/186133porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2018-05-11T17:24:40Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/186133Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732018-05-11T17:24:40Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false |
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