Análise de metamateriais acústicos usando conjunto de ressonadores de Hershel-Quinke

• Processo: 23/12112-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Jose Maria Campos dos Santos
• Beneficiário: Kael Holanda Cadete
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/15894-0 - Projeto e otimização de estruturas periódicas para aprimoramento de desempenho vibroacústico, AP.TEM
• Assunto(s): Metamateriais Vibroacústica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Banda de parada | metamateriais | Ressonador de Hershel-Quinke | Vibroacústica

Resumo

Diferentes tipos de filtros acústicos, tais como tubo lateral de ¼ de onda, câmaras de expansão, ressonador de Helmholtz (HR) e ressonador de Hershel-Quinke (HQ) têm sido utilizados amplamente na engenharia acústica como dispositivos passivos para reduzir o ruído em bandas de frequência estreita. Nas últimas décadas, novas abordagens foram propostas para melhorar o desempenho destes filtros. Muitas destas baseiam-se em ajustar a frequência de ressonância do filtro para ampliar a largura de banda na ressonância e aumentar a perda de transmissão sonora. Uma abordagem interessante e promissora para obter uma ampla faixa de atenuação em um duto consiste em distribuir periodicamente dutos laterais ou ressonadores ao longo do mesmo. Isso gera algumas bandas de frequência conhecidas como bandas de parada ("stop bands") ou "bandgaps" (bandas de interrupção), onde as ondas são fortemente atenuadas. Os bandgaps são gerados devido ao efeito de ressonância local destes dispositivos acústicos. Contudo, quando distribuídos periodicamente, produzem bandgaps gerados por interferência destrutiva do efeito de espalhamento de Bragg. Este trabalho pretende investigar este fenômeno em um sistema duto-ressonador H-Q periódico. A fim de compreender os fenômenos físicos envolvidos, modelos (teórico e numérico) do sistema serão estudados e formulados usando método da matriz de transferência, bem como, serão transformados em códigos computacionais. Variações da geometria do ressonador e configurações de distribuição espacial dos mesmos no conjunto duto-ressonador serão investigadas com objetivo de aumentar a largura do bandgap e a perda de transmissão sonora gerada pelo metamaterial.