Resumo

O ruído gerado por escoamentos sobre cavidades tem consequências em diversas áreas da engenharia, tais como nos setores automobilístico (janelas abertas e frestas de porta) e aeronáutico (cavidades de trem de pouso). Apesar de geometria simples, o fenômeno da geração de ruído em cavidades é bastante complexo. Por exemplo, a interação das estruturas turbilhonares do escoamento com a borda de fuga da cavidade gera uma região de recirculação na cavidade e uma instabilidade na camada cisalhante na borda de ataque, originando componentes de ruídos tonais e de banda larga. O presente estudo aborda uma análise numérica bidimensional da influência das características geométricas e do regime de velocidade sobre a geração e propagação do ruído em escoamentos subsônicos. As características do escoamento na região do campo próximo foram previstas por meio da Simulação de Grandes Escalas e a propagação do ruído na região do campo afastado foi calculada pela analogia acústica de Ffowcs Williams-Hawkings, com o emprego de superfícies permeável e impermeável. A verificação de influência de malha foi feita através da comparação dos resultados de pressão na parede da cavidade para diferentes refinos de malha. A validação do modelo numérico foi realizada com referência a resultados experimentais e numéricos disponíveis na literatura. Os resultados obtidos nesta análise demonstram que a presença da aba na cavidade causa uma significativa mudança na configuração do escoamento no interior da cavidade. Além da oscilação do tipo modo cisalhante comum em cavidades, detectou-se também um mecanismo de oscilação caracterizado por oscilações em alta e baixa amplitude. Embora esse novo mecanismo seja de curta duração, o mesmo altera significativamente a frequência e a amplitude dos diferentes modos de oscilação. Evidenciou-se que a utilização de abas em cavidades pode ser uma opção para a redução do nível de ruído acústico.

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