Desenvolvimento de um novo método RANS-based para a aeroacústica computacional de jatos de alta velocidade.

• Autor(a) principal: Silva, Carlos Roberto Ilário da
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-02072012-163931/
• topic: Aeroacoustics; Aeroacoustics analogy; Aeroacústica; Analogia acústica; Interação fluidoacústica; Jatos; Jets; Noise prediction; Predição de ruído; Sound-flow interaction

Uma nova ferramenta de aeroacústica computacional baseada em simulações RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) foi desenvolvida para a predição do ruído gerado pelo escoamento tri-dimensional de jatos complexos. O método é denominado de LRT o qual surgiu da combinação da analogia acústica de Lighthill com o método de acústica geométrica Ray-Tracing. A grande vantagem da utilização do método LRT para predições de ruído é que este determina não apenas as fontes sonoras presentes no escoamento, mas também modela os efeitos da interação fluidoacústica e, sua influência no ruído em um campo distante. Esta característica tornou-se extremamente importante para a indústria de motores aeronáuticos já que investigações em bocais assimétricos estão atualmente em andamento devido à necessidade de redução de ruído. O método LRT é uma ferramenta relativamente rápida de predição de ruído de jatos baseado na Analogia Acústica de Lighthill e que usa como dados de entrada os resultados obtidos à partir de uma simulação RANS do escoamento. A interação fluidoacústica é calculada através da utilização da Teoria de Traçamento de Raios. O método LRT foi formulado como um método tri-dimensional e, portanto, não possui limitações de aplicabilidade para a predição sonora em relação ao tipo de escoamento ou à geometria do bocal. Diversas simulações numéricas foram conduzidas com sucesso para uma grande variedade de escoamento de jatos (jatos simples, coaxiais e assimétricos) utilizando o LRT como uma ferramenta de engenharia. O resultado deste trabalho é uma ferramenta numérica que permite a realização de predições de ruído para casos de escoamento de jatos complexos, assim como possibilita sua aplicação para a investigação de efeitos de interação do escoamento do jato com superfícies hiper-sustentadoras no campo acústico. Adicionalmente, o método LRT pode ser aplicado para complementar análises experimentais possibilitando, portanto, um melhor entendimento sobre os mecanismos fluidodinâmicos e acústicos presentes em escoamentos de jatos complexos.