Análise harmônica de cavidades acústicas pelo método dos elementos de contorno direto

Abstract

O estudo de cavidades acústicas é uma área de grande interesse em diversas áreas da industria. Em aplicações automotivas, o projeto de abafadores reativos ou dissipativos tem uso em diversas aplicações na admissão e na exaustão de motores de combustão interna. Em aplicações petrolíferas, o controle de ruído é uma necessidade em dutos para redução de ações acústicas gerados por máquinas ou pelo próprio fluxo ou sua interação com acidentes (curvas, junções T, válvulas, reduções, entre outros). Ou ainda em aplicações biomecânicas, o estudo do trato vocal repercute em domínios da fonoaudiologia, síntese da voz, e no ensino/treinamento de cantores líricos. Inúmeras são as aplicações práticas quando as soluções permitem a avaliações de cavidades tão complexas e diferentes. Uma das formas de prever numericamente o comportamento acústico é com o Método de Elementos de Contorno. Este método possui características interessantes para a solução de problemas acústicos sem poluição numérica em altas frequências. O presente trabalho aborda a acústica de cavidades através do método dos Elementos de Contorno Direto. A implementação numérica é realizada em MATLAB devido as possibilidades de solução computacional e de visualização dos resultados. A construção de malhas em elementos de contorno usa o programa GiD. O código implementado é utilizado para obter o comportamento acústico de cavidades de geometria simples e esse resultado é comparado com soluções analíticas (soluções fechadas e matriz de transferência) e resultados numéricos de modelos do Método de Elementos Finitos obtidos utilizando o software comercial Ansys 14:5. O código implementado é então utilizado para obter o comportamento acústico de cavidades de geometria complexa em colaboração com o Laboratório de Vibrações (UnB FT/EnM/GDS).