Experimento acústico em cilindro circular na proximidade de parede plana com camada limite laminar

• Autor(a) principal: Beraldo, Matheus Maia
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-04062020-162052/
• topic: Aeroacústica experimental; Beamforming convencional; Cilindro circular próximo a parede plana; Circular cylinder near plane wall; Conventional beamforming; DAMAS; DAMAS; Experimental aeroacoustics; Noise generated by circular cylinder; Ruído de cilindro circular; Ruído de fundo de túnel; Wind tunnel background noise

Uma das formas de surgimento do ruído aeroacústico é o som gerado pelo escoamento ao passar sobre um corpo, seja qual a geometria. Este é um assunto de pesquisa de bastante interesse nos setores relacionados aos veículos de transporte atualmente, principalmente devido a regulamentos mais restritivos quanto à emissão de som. O cilindro é uma geometria que recebe bastante atenção de pesquisadores para entender os mecanismos de geração de som da passagem do escoamento sobre ele. Quando próximo à parede, essa geometria ainda possui diversas aplicações de engenharia que relevam ainda mais o tema. Este trabalho teve como propósito estudar experimentalmente o ruído gerado pela passagem do escoamento sobre um cilindro e verificar a influência da proximidade de uma parede plana com camada limite laminar na emissão do som. O estudo será realizado no túnel de vento de baixo ruído de fundo e baixa turbulência, do departamento de engenharia aeronáutica da EESC-USP. O túnel de vento citado é de circuito e seção de testes fechados, possui tratamento acústico com espuma em algumas paredes e telas para redução da turbulência. As medições acústicas, espectro de ruído e mapas de fonte acústica foram realizadas com a utilização de uma antena de microfones em conjunto com a técnica de beamforming e método de deconvolução DAMAS. Um modelo de placa plana e um fio de arame de 1,3 mm de diâmetro foram presos na câmara de ensaios e a distância entre o fio(cilindro) e o modelo foi variada aproximando o mesmo da placa de modo a variar a relação Gap/Diâmetro. Todos os experimentos foram realizados a 120 mm do bordo de ataque da placa plana e a camada limite da mesma era laminar. Os resultados mostram que o ruído de fundo de túnel é baixo o suficiente para a execução dos experimentos e que a metologia utilizada, tempo de aquisição e número de microfones foram adequados para captar o ruído gerado. O som gerado pelo cilindro se mostrou proveniente do desprendimento de vórtices do mesmo com os tonais surgindo em frequências relativas a número de Strouhal próximo a 0,19 e mapas de fonte acústica encontrando as fontes sobre o fio preso a câmara de ensaios. Foi mostrado que quando o cilindro se encontra mais próximo da placa, cerca de G/D = 4 ocorre uma supressão no ruído gerado e uma grande queda na intensidade do tonais gerados pela presença do fio. Quando o cilindro se encontrava em contato com a camada limite da placa os tonais se tornaram imperceptíveis.