Caracterización acústica de silenciadores de escape híbridos mediante técnicas modales multidimensionales

• M. J. Martínez ^[1] ; F. D. Denia ; J. Albelda ; F. J. Fuenmayor
  1. [1] Universidad Politécnica de Valencia

     Universidad Politécnica de Valencia

     Valencia, España

     
• Localización: Tecniacústica 2008: conferencias y comunicaciones de Acústica 2008. V Congreso Ibérico de Acústica y Tecniacustica 2008; 39.º Congreso Español de Acústica. Coímbra, Portugal. octubre, 2008, 2008
• Idioma: español
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• Resumen
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    En este trabajo se presenta un modelo analítico bidimensional axisimétrico para el estudio del comportamiento acústico de un silenciador de escape híbrido novedoso. Dicho silenciador permite mejorar la atenuación en un rango amplio de frecuencia respecto a otras geometrías analizadas en la bibliografía. La configuración híbrida incluye un resonador de tipo “folded” dotado de una extensión de longitud (atenuación a baja frecuencia), una cámara central disipativa (alta frecuencia), y un resonador lateral (frecuencias medias). El modelo analítico se basa en la técnica de ajuste modal, queutiliza los modos transversales de los diferentes conductos en combinación con un procedimiento de integración ponderada en las discontinuidades geométricas. El cálculo de modos transversales en la región disipativa considera las propiedades acústicas del material absorbente y del conducto perforado, de modo que se obtiene una ecuación característica no lineal cuya resolución se ha implementado con éxito. El comportamiento acústico global del silenciador se cuantifica en base al índice de pérdidas de trasmisión, y se valida convenientemente por comparación con resultados obtenidos mediante el método de elementos finitos. Finalmente se estudia en detalle la atenuación en función de la estructura geométrica interna del silenciador, las propiedades del material absorbente y del conducto perforado.

  • English

    A two-dimensional axisymmetric analytical approach is presented to investigate the acoustic behaviour of a new hybrid muffler. This muffler improves the sound attenuation performance in a wide range of frequencies compared with other geometries examined in the bibliography. This hybrid configuration consists of a “folded” resonator (which includes an extended tube for low frequency attenuation), a central dissipative chamber (high frequency attenuation) and a short lateral chamber (mid frequency attenuation). The analytical approach is based on the mode matching technique that combines the transversal modes of the ducts with a weighted integration procedure across each geometrical discontinuity. The transversal modes of the dissipative chamber are computed taking into account the acoustical properties of the absorbent material and the perforated surface, leading to a nonlinear eigenequation for which a solution procedure is implemented successfully. The acoustic behaviour of the muffler is then calculated by means of its transmission loss. In addition, finite element results are utilized for validation. Finally the sound attenuation is examined in detail considering the internal geometry of the muffler, the properties of the sound absorbent material and the porosity of the perforated pipe.