Acoplamiento Aeroacústico en Cavidades Rectangulares Profundas: Control Pasivo y Dinámica de Flujo
Autores: Jabado, Abdul Hamid; El Hassan, Mouhammad; Hammoud, Ali; Sakout, Anas; Assoum, Hassan H.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Acoplamiento Aeroacústico en Cavidades Rectangulares Profundas: Control Pasivo y Dinámica de Flujo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Aplicaciones industriales
Acoplamiento aeroacústico
Métodos de control de flujo
Velocimetría de imágenes de partículas
Niveles de presión sonora
Descomposición ortogonal adecuada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las configuraciones de cavidades profundas son comunes en diversas aplicaciones industriales, incluyendo ventanas automotrices, techos solares y muchas otras aplicaciones en ingeniería aeroespacial. Los flujos sobre tal geometría pueden resultar en un acoplamiento aeroacústico entre las oscilaciones de la capa de cizallamiento de la cavidad y los modos acústicos circundantes. Este fenómeno puede resultar en una resonancia que puede llevar a un ruido significativo y puede causar daños a las estructuras mecánicas. Los métodos de control de flujo se utilizan generalmente para reducir o eliminar la resonancia aeroacústica. Se desarrolló un conjunto experimental para estudiar la efectividad de un cilindro y un cilindro perfilado posicionados aguas arriba de la cavidad en la reducción de la resonancia del flujo. El flujo de la cavidad y las señales acústicas se obtuvieron utilizando velocimetría de imágenes de partículas (PIV) y sensores de presión no estacionarios, respectivamente. Se obtuvo una disminución de hasta 36 dB en los niveles de presión sonora (SPL) utilizando los métodos de control pasivo. El cilindro perfilado mostró una eficacia similar en la reducción de la resonancia a pesar de la ausencia de una excitación de alta frecuencia. Los mapas de correlación cruzada en el tiempo y el espacio a lo largo de la capa de cizallamiento de la cavidad mostraron la supresión del mecanismo de retroalimentación para ambos métodos de control. Una descomposición ortogonal adecuada de instantáneas (POD) mostró diferencias interesantes entre los métodos de control del cilindro y del cilindro perfilado en términos de contenido de energía cinética y el comportamiento de la dinámica de vórtices. Además, se investigó la interacción del remolino del dispositivo de control con la capa de cizallamiento de la cavidad y su impacto en el acoplamiento aeroacústico utilizando el análisis POD.
Descripción
Las configuraciones de cavidades profundas son comunes en diversas aplicaciones industriales, incluyendo ventanas automotrices, techos solares y muchas otras aplicaciones en ingeniería aeroespacial. Los flujos sobre tal geometría pueden resultar en un acoplamiento aeroacústico entre las oscilaciones de la capa de cizallamiento de la cavidad y los modos acústicos circundantes. Este fenómeno puede resultar en una resonancia que puede llevar a un ruido significativo y puede causar daños a las estructuras mecánicas. Los métodos de control de flujo se utilizan generalmente para reducir o eliminar la resonancia aeroacústica. Se desarrolló un conjunto experimental para estudiar la efectividad de un cilindro y un cilindro perfilado posicionados aguas arriba de la cavidad en la reducción de la resonancia del flujo. El flujo de la cavidad y las señales acústicas se obtuvieron utilizando velocimetría de imágenes de partículas (PIV) y sensores de presión no estacionarios, respectivamente. Se obtuvo una disminución de hasta 36 dB en los niveles de presión sonora (SPL) utilizando los métodos de control pasivo. El cilindro perfilado mostró una eficacia similar en la reducción de la resonancia a pesar de la ausencia de una excitación de alta frecuencia. Los mapas de correlación cruzada en el tiempo y el espacio a lo largo de la capa de cizallamiento de la cavidad mostraron la supresión del mecanismo de retroalimentación para ambos métodos de control. Una descomposición ortogonal adecuada de instantáneas (POD) mostró diferencias interesantes entre los métodos de control del cilindro y del cilindro perfilado en términos de contenido de energía cinética y el comportamiento de la dinámica de vórtices. Además, se investigó la interacción del remolino del dispositivo de control con la capa de cizallamiento de la cavidad y su impacto en el acoplamiento aeroacústico utilizando el análisis POD.