Metamaterial acústico baseado em painéis micro perfurados de camada dupla para absorção em baixas frequências
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSC |
Texto Completo: | https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/229935 |
Resumo: | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2021. |
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Metamaterial acústico baseado em painéis micro perfurados de camada dupla para absorção em baixas frequênciasEngenharia mecânicaAbsorção do somMetamateriaisDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2021.Neste trabalho é realizada uma análise do comportamento de um metamaterial acústico (MMA) do tipo honeycomb, o qual foi modelado como painéis micro perfurados de camada dupla. É demonstrado analítica, numérica e experimentalmente a absorção sonora na faixa de frequência entre 100 e 300 Hz. Três modelos analíticos são utilizados para descrever o comportamento teórico do absorvedor e são corroborados numericamente utilizando um modelo em elementos finitos 3D (FEM - Finite Elements Method). Por outro lado, uma análise da influência dos parâmetros geométricos do modelo proposto é apresentada e são destacados a espessura do primeiro painel, a largura e profundidade da primeira cavidade, pois apresentam forte influência no deslocamento do pico de absorção para baixas frequências. Amostras do absorvedor foram manufaturadas por meio da tecnologia de impressão 3D e avaliadas em tubo de impedância. Absorções sonoras de 97,3%, 93,6%, 93,1% e 90,6% em 187, 182, 282 e 214 Hz com larguras de banda de 60, 52, 70 e 64 Hz, respectivamente, apresentaram boa concordância com os modelos analíticos e numéricos. Além disso, é evidenciado que a boa concordância entre os resultados obtidos se dão devido a forte dissipação da energia sonora em energia viscosa na região da perfuração de ambos os painéis. Desta forma, mostra ótima performance no controle da absorção sonora em baixas frequências.Abstract: In this work, an analysis of the behavior of an acoustic metamaterial (AMM) of the honeycomb type, which was modeled as double-layer microperforated panels is carried out. Sound absorption in the frequency range between 100 and 300 Hz is analytically, numerically and experimentally demonstrated. Three analytical models are used to describe the theoretical behavior of the absorber and are numerically corroborated using a 3D finite element model (FEM - Finite Elements Method). On the other hand, an analysis of the influence of the geometric parameters of the proposed model is presented and the thickness of the first panel, the width and depth of the first cavity are highlighted, as they have a strong influence on the displacement of the absorption peak at low frequencies. Absorber samples were manufactured using 3D printing technology and evaluated in an impedance tube. Sound absorptions of 97.3%, 93.6%, 93.1% and 90.6% at 187, 182, 282 and 214 Hz with bandwidths of 60, 52, 70 and 64 Hz, respectively, showed good agreement with the analytical and numerical models. Furthermore, it is evident that the good agreement between the results obtained is due to the strong dissipation of sound energy into viscous energy in the perforation region of both panels. Therefore, it shows excellent performance in controlling sound absorption at low frequencies.Miranda, Erasmo Felipe VergaraUniversidade Federal de Santa CatarinaFarias, Linconl César Bastos2021-11-11T19:27:15Z2021-11-11T19:27:15Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis120 p.| il., gráfs.application/pdf373626https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/229935porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-11-11T19:27:15Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/229935Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732021-11-11T19:27:15Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false |
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