Modelado Eficiente de Metamateriales Acústicos para la Mejora del Rendimiento de un Silenciador Automotriz
Autores: Deery, Daniel; Flanagan, Lara; O"Brien, Gordon; Rice, Henry J.; Kennedy, John
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelado Eficiente de Metamateriales Acústicos para la Mejora del Rendimiento de un Silenciador Automotriz
Categoría
Artes
Subcategoría
Música
Palabras clave
Metamateriales acústicos
Atenuación del sonido
Silenciador automotriz
Estrategias de modelado
Pérdida de transmisión
Resultados experimentales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Un potencial significativo para que los metamateriales acústicos proporcionen un avance en la atenuación del sonido se ha desbloqueado en tiempos recientes debido a los avances en las técnicas de fabricación aditiva. Estos materiales permiten el objetivo de frecuencias específicas para la atenuación del sonido. Hasta la fecha, los metamateriales acústicos no se han demostrado en un silenciador automotriz comercial para la mejora del rendimiento. Un obstáculo significativo para el uso práctico de los metamateriales acústicos es la necesidad de estrategias de modelado de bajo costo y eficientes en la fase de diseño. Este estudio investiga el efecto de los metamateriales acústicos dentro de un silenciador automotriz representativo. El diseño del metamaterial acústico se logra utilizando una combinación de modelos analíticos y de elementos finitos, validados por experimentos. El metamaterial acústico se compara luego con técnicas comúnmente utilizadas en la industria de silenciadores para evaluar la efectividad de los metamateriales acústicos. Se utilizaron simulaciones de COMSOL para validar el banco de pruebas desarrollado y se compararon con los resultados experimentales obtenidos mediante el método de prueba de pérdida de transmisión de dos cargas. A través de este método de prueba, la implementación de un cilindro metamaterial laberíntico demostró ser una mejora significativa en la pérdida de transmisión dentro del silenciador, con un aumento en la pérdida de transmisión de 40 dB a 1500 Hz. La investigación ha demostrado con éxito que los metamateriales acústicos pueden utilizarse en entornos prácticos, como un silenciador automotriz, para mejorar el rendimiento general de atenuación del sonido. El modelo analítico descrito demuestra el potencial de herramientas de diseño de bajo costo relevantes para la industria.
Descripción
Un potencial significativo para que los metamateriales acústicos proporcionen un avance en la atenuación del sonido se ha desbloqueado en tiempos recientes debido a los avances en las técnicas de fabricación aditiva. Estos materiales permiten el objetivo de frecuencias específicas para la atenuación del sonido. Hasta la fecha, los metamateriales acústicos no se han demostrado en un silenciador automotriz comercial para la mejora del rendimiento. Un obstáculo significativo para el uso práctico de los metamateriales acústicos es la necesidad de estrategias de modelado de bajo costo y eficientes en la fase de diseño. Este estudio investiga el efecto de los metamateriales acústicos dentro de un silenciador automotriz representativo. El diseño del metamaterial acústico se logra utilizando una combinación de modelos analíticos y de elementos finitos, validados por experimentos. El metamaterial acústico se compara luego con técnicas comúnmente utilizadas en la industria de silenciadores para evaluar la efectividad de los metamateriales acústicos. Se utilizaron simulaciones de COMSOL para validar el banco de pruebas desarrollado y se compararon con los resultados experimentales obtenidos mediante el método de prueba de pérdida de transmisión de dos cargas. A través de este método de prueba, la implementación de un cilindro metamaterial laberíntico demostró ser una mejora significativa en la pérdida de transmisión dentro del silenciador, con un aumento en la pérdida de transmisión de 40 dB a 1500 Hz. La investigación ha demostrado con éxito que los metamateriales acústicos pueden utilizarse en entornos prácticos, como un silenciador automotriz, para mejorar el rendimiento general de atenuación del sonido. El modelo analítico descrito demuestra el potencial de herramientas de diseño de bajo costo relevantes para la industria.