Experimental Acoustic Characterisation of Perforates
Application of multi-port techniques
Tid: Fr 2024-12-20 kl 09.00
Plats: Sal Kolllegiesalen Brinellvägen 6 & 8
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/64185873928
Språk: Engelska
Ämnesområde: Farkostteknik
Respondent: Shail A. Shah , Fordonsteknik och akustik, MWL Sound and Vibration Research
Opponent: Prof. Dr. Ing. Anita Schulz, HTW Berlin
Handledare: Prof. Susann Boij, Fordonsteknik och akustik; Prof. Em. Hans Bodén, Fordonsteknik och akustik
QC 241202
Abstract
Perforerade plåtar används ofta i ljuddämpningssystem för applikationer som förbränningsmotorer, flygplansmotorer och brännkammare. Utvecklingen inom flygområdet från propeller- till jetmotorer och turbofläktmotorer har accelererat användningen av s.k. liners i flygplan under de senaste åren. För att optimera designen av liners har den akustiska karakteriseringen av perforerade plattor under realistiska användningsförhållanden rönt stort intresse inom forskningen.
Denna avhandling bidrar till forskningen genom att presentera nya multiport-tekniker och experimentella resultat för akustiska egenskaper hos perforerade plattor. De nyutvecklade multiportteknikerna ger möjlighet till passiv akustisk karakterisering av perforerade plattor sompåverkas av strömning, och akustiskt infall med höga amplituder. Transferimpedansen hos den perforerade plåten beräknas under infall av akustiska planvågor från olika riktningar i förhållandetill strömningskriktningen. De multiporttekniker som används här, dvs. tre-port- och fyr-port tekniker, är s.k. direkta metoder för impedansberäkning, dvs. transferimpedansen är beräknadgenom mätning av det akustiska fjärrfältet i kanalerna. Korrelationen mellan transferimpedansen och koefficienterna i spridningsmatrisen används för att minimera de experimentella felen somuppstår på grund av reflexer i kanalsystemet.
Baserat på resultaten studeras hur transferimpedansens påverkas av strömning och höga ljudnivåer.För undersökning av de individuella och kombinerade effekterna av strömning och excitation medhöga ljudnivåer har dimensionslösa tal som Strouhal-, Skjuv- och Mach-tal använts som parameterför att karakterisera trasnferimpedansen. En jämförelse av resultaten med tidigare utvecklademodeller och de hypoteser de baseras på presenteras också. Avslutningsvis, analyseras det relativabidrag som felet i mätningen av olika indata ger till det totala felet i den experimentellt beräknade transferimpedansen. Detta görs med användning av s.k. global känslighetsanalys.
En viktig del av resultatet i avhandlingen är att ett strömningsbaserat Strouhal-tal definierar deperforerade plattornas resistiva och reaktiva beteenden. Dessutom styr ett partikelhastighets baserat Strouhal-tal transferimpedansen i övergångsområdet från linjära till olinjära regimer. Baserat på jämförelsen mellan perforerade plattor med olika geometrier indikerar observationer att Strouhaltalet som bestäms med användning av plattans tjocklek, snarare än perforeringsdiametern, ger enbättre överensstämmelse i karakteriseringen. Felanalysen visar att transferimpedansen är mer känsligför fel i bestämningen av de akustiska parametrarna i jämförelse med strömnings-parametrarna.
Avslutningsvis, vid en samtidig exponering av t.ex. strykande strömning och strömning genom den perforerade plattan, visar resultaten på en icke-linjär koppling mellan de individuella effekterna ochett ytterligare beroende av frekvensen kan observeras.