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Estudio comparativo del desempeño de los métodos FEM y MMT para el cálculo de la atenuación sonora de silenciadores pasivos

García Luque, Alexander (2014) Estudio comparativo del desempeño de los métodos FEM y MMT para el cálculo de la atenuación sonora de silenciadores pasivos. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia.

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El proyecto consiste en un estudio enfocado en el análisis y comparación de dos métodos matemáticos para calcular y evaluar la atenuación acústica en términos de la pérdida por transmisión sonora (TL) de silenciadores pasivos, dispositivos diseñados y utilizados para el control de ruido, los métodos escogidos son Elementos Finitos (FEM) y Matriz de Transferencia (MMT). Se analiza el comportamiento del sonido por medio de la ecuación de onda acústica y para el caso particular de la propagación sonora en ductos la ecuación de Helmholtz, esta formulación permite la definición del problema matemático y físico para posteriormente resolverlo mediante los métodos mencionados, de igual forma se usan soluciones empírico-analíticas utilizadas como referencia, el modelo definido para el desarrollo del trabajo corresponden a un modelo bidimensional (2D). Se consideran diferentes tipologías de silenciadores pasivos para el estudio comparativo, así mismo para los modelos escogidos se realiza una evaluación de dos condiciones: con y sin absorción sonora en las paredes internas de los ductos. Como punto de partida se toma la propagación sonora en el modelo más sencillo correspondiente a un ducto rectangular, luego se implementan los modelos para las morfologías escogidas inicialmente validándolos con datos experimentales obtenidos de la literatura y posteriormente solucionando casos particulares para diferentes tamaños de silenciadores. Por último se analizan y evalúan los resultados obtenidos de TL por cada uno de los métodos para los distintos tipos de silenciadores permitiendo realizar comparaciones generales y particulares de acuerdo a los datos conseguidos, y se permite concluir la eficiencia del MMT para geometrías simples y su limitación a las característica morfológicas del modelo, por otra parte FEM logra gran correspondencia con modelos más complejos y su gran ventaja radica en que tiene en cuenta la propagación sonora y variables como la longitud de onda, por lo cual ofrece una lectura más acertada del comportamiento del fenómeno físico real. Se destacan como aportes principales del trabajo: Realizar un análisis comparativo para los diferentes casos de estudio de los valores de TL para los métodos FEM y MMT y simular la atenuación sonora para silenciadores mixtos implementando MMT., Abstract. El proyecto consiste en un estudio enfocado en el análisis y comparación de dos métodos matemáticos para calcular y evaluar la atenuación acústica en términos de la pérdida por transmisión sonora (TL) de silenciadores pasivos, dispositivos diseñados y utilizados para el control de ruido, los métodos escogidos son Elementos Finitos (FEM) y Matriz de Transferencia (MMT). Se analiza el comportamiento del sonido por medio de la ecuación de onda acústica y para el caso particular de la propagación sonora en ductos la ecuación de Helmholtz, esta formulación permite la definición del problema matemático y físico para posteriormente resolverlo mediante los métodos mencionados, de igual forma se usan soluciones empírico-analíticas utilizadas como referencia, el modelo definido para el desarrollo del trabajo corresponden a un modelo bidimensional (2D). Se consideran diferentes tipologías de silenciadores pasivos para el estudio comparativo, así mismo para los modelos escogidos se realiza una evaluación de dos condiciones: con y sin absorción sonora en las paredes internas de los ductos. Como punto de partida se toma la propagación sonora en el modelo más sencillo correspondiente a un ducto rectangular, luego se implementan los modelos para las morfologías escogidas inicialmente validándolos con datos experimentales obtenidos de la literatura y posteriormente solucionando casos particulares para diferentes tamaños de silenciadores. Por último se analizan y evalúan los resultados obtenidos de TL por cada uno de los métodos para los distintos tipos de silenciadores permitiendo realizar comparaciones generales y particulares de acuerdo a los datos conseguidos, y se permite concluir la eficiencia del MMT para geometrías simples y su limitación a las característica morfológicas del modelo, por otra parte FEM logra gran correspondencia con modelos más complejos y su gran ventaja radica en que tiene en cuenta la propagación sonora y variables como la longitud de onda, por lo cual ofrece una lectura más acertada del comportamiento del fenómeno físico real. Se destacan como aportes principales del trabajo: Realizar un análisis comparativo para los diferentes casos de estudio de los valores de TL para los métodos FEM y MMT y simular la atenuación sonora para silenciadores mixtos implementando MMT.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Ruiz Vera, Jorge Mauricio
Información adicional:Magíster en Ingeniería - Ingeniería Mecánica.Área: Mecánica computacional y métodos numéricos. Matemática Aplicada. Línea de investigación: Métodos numéricos en Ingeniería
Palabras clave:Acústica, Ruido, Silenciadores, Atenuación sonora en ductos, Pérdida por Transmisión (TL), Contaminación Sonora, Método de Elementos Finitos (FEM), Método de Matriz de Transferencia (MMT), Acoustics, Noise, Silencer, Muffler, Sound Attenuation, Transmission Loss in ducts (TL), Noise Pollution, Finite Element Method (FEM), Transfer Matrix Method (MMT)
Temática:6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
Unidad administrativa:Sede Bogotá > Facultad de Ingeniería > Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica > Ingeniería Mecatrónica
Código ID:45947
Enviado por : bdigital4_ bog
Enviado el día :10 Dec 2014 11:47
Ultima modificación:10 Dec 2014 11:47
Ultima modificación:10 Dec 2014 11:47
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