Estudo numérico sobre a radiação de som por jatos turbulentos baseado no modelo de pacote de ondas de fonte sonora

• Processo: 21/12698-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Carlos do Carmo Pagani Júnior
• Beneficiário: Guilherme Lellis Cuellar
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia. Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus Experimental São João da Boa Vista. São João da Boa Vista , SP, Brasil
• Assunto(s): Aeroacústica Radiação Espectros Fluxo turbulento Simulação numérica Análise de ondas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Campo Sonoro | Jato Turbulento | pacote de ondas | Aeroacústica

Resumo

Estruturas organizadas e espacialmente coerentes no escoamento produzido por jatos turbulentos são consideradas mecanismos eficientes de geração de som com padrões de diretividade característicos. Considerações baseadas na analogia acústica de Lighthill, bem como em observações experimentais e simulações numéricas, sustentam o uso de uma fonte em linha, estocástica e axialmente distribuída, baseada em um modelo de pacote de onda Gaussiano e linear para descrever a campo acústico distante, produzido por jatos turbulentos, em termos de modos de Fourier azimutais axissimétricos. O modelo acústico se baseia no uso da equação de onda não homogênea para relacionar o campo de escoamento hidrodinâmico ao campo de pressão sonora por meio de uma integral de convolução no domínio da frequência. O campo sonoro relacionado ao modelo de fonte em linha baseado em pacote de ondas é resolvido numericamente na estrutura de análise do operador resolvente aplicada a um sistema estocástico, o que é adequado para o tratamento de características relevantes de ruído de jato em escoamentos com números de Mach subsônico e supersônico. Nesta proposta de pesquisa, pretendemos realizar a implementação computacional e simulação numérica de um modelo de fonte em linha não compacta e axialmente coerente, que se mostrou capaz de reproduzir, com boa aproximação, modos de Fourier azimutais e axissimétricos do campo sonoro gerado por jatos turbulentos. Um estudo paramétrico será conduzido para investigar numericamente as características relevantes do campo sonoro irradiado, tal como a forma da radiação e a superdiretividade em número de Mach subsônico. O campo acústico será amostrado por uma rede de microfones virtuais e os resultados serão apresentados preferencialmente no domínio da frequência. Além de simular o campo acústico produzido por jatos turbulentos para um amplo espectro de parâmetros da fonte e condições experimentais, este trabalho tem como objetivo compilar um banco de dados adequado para apoiar o desenvolvimento e o treinamento de um algoritmo de aprendizado de máquina para ser aplicado ao reconhecimento de características relevantes de fontes de ruído de jatos turbulentos.(AU)