Controle de ruído em dutos usando metamateriais do tipo ressonadores de Helmholtz

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Campos, Brenno Victor Lima, 1990-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633953
Resumo: Orientador: José Maria Campos dos Santos
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spelling Controle de ruído em dutos usando metamateriais do tipo ressonadores de HelmholtzNoise control in ducts using Helmholtz resonators metamaterialsRessonadoresDutosControle de ruídoResonatorDuctNoise controlOrientador: José Maria Campos dos SantosDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Os ressonadores de Helmholtz foram utilizados amplamente na engenharia acústica como dispositivos passivos para reduzir o ruído em bandas de freqüência estreitas. Nas últimas décadas, algumas abordagens foram propostas para melhorar o desempenho do ressonador de Helmholtz. Muitos deles se concentram em ajustar a freqüência de ressonância para ampliar a largura de banda de ressonância e melhorar a perda de transmissão sonora. Para ampliar a largura de banda de freqüência, as configurações do ressonador Helmhlotz dispostos periodicamente são propostas. Uma abordagem interessante e promissora para obter uma ampla faixa de atenuação em um duto consiste em distribuir ressonadores locais de Helmholtz periodicamente ao longo do duto. Isso gera algumas bandas de freqüência, conhecidas como "bandas de parada"ou "bandgaps", onde as ondas harmônicas não se propagassem. Os Bandgaps comumente estudados na área de cristais fononicos e metamateriais são gerados com base na frequência espacial das áreas de impedância incompatíveis que produzem efeito de dispersão de Bragg e efeito de ressonância local dos ressonadores de Helmholtz. Este trabalho investiga as lacunas de banda criadas no sistema de duto-ressonador utilizando o método da matriz de transferência acústica (TMM) e os modelos de elementos finitos de onda (WFE). As variações periódicas da geometria são investigadas. O teorema de Floquet-Bloch é usado em uma matriz de transferência da célula periódica rearranjada de uma matriz de rigidez dinâmica acústica para obter os diagramas de dispersão que revelam os intervalos da banda causados pela dispersão de Bragg. As previsões numéricas da resposta forçada obtida pelo modelo de elementos finitos (FE) de um sistema duto-ressonador com três células são comparados com o modelo de elementos finitos de onda (WFE)Abstract: Helmholtz resonators have been used extensively in acoustic engineering as passive devices to reduce noise in narrow frequency bands. In the last decades, some approaches have been proposed to improve the performance of Helmholtz resonator. Many of them concentrate on tuning the resonance frequency to enlarge the resonance bandwidth and improve the transmission loss. To broaden the frequency bandwidth, configurations of Helmhlotz resonator in array are proposed. An interesting and promising approach to obtain a broader attenuation range in a duct consists in to distribute local resonators branch-side type with Helmholtz resonators periodically along the duct. This generates some frequency bands, known as "stop bands" or "band gaps", were harmonic waves do not propagate. Bandgaps commonly studied in the area of phononic crystals and metamaterials are generated based on the spatial frequency of mismatched impedance areas which produce Bragg scattering effect and local resonance effect from the Helmholtz resonators. This work investigates the band gaps created in duct-resonator system using acoustic transfer matrix method (TMM) and finite element models (FEM) models. Periodic geometry variations are investigated. The Floquet-Bloch theorem is used on a transfer matrix of the periodic cell rearranged from an acoustic dynamic stiffness matrix to obtain the dispersion diagrams that reveal the band gaps caused by Bragg scattering and local resonance. Numerical predictions of the forced response obtained with the full FEM model of a duct-resonators system with three cells are compared with a (WFE)MestradoMecânica dos Sólidos e Projeto MecânicoMestre em Engenharia MecânicaCAPES33.00.30.17[s.n.]Santos, José Maria Campos dos, 1953-Castro, Hélio Fiori deGonçalves, Paulo José PaupitzUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCampos, Brenno Victor Lima, 1990-20182018-03-27T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (51 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633953CAMPOS, Brenno Victor Lima. Controle de ruído em dutos usando metamateriais do tipo ressonadores de Helmholtz. 2018. 1 recurso online (51 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633953. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1021863Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2018-09-11T10:03:23Zoai::1021863Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2018-09-11T10:03:23Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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