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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-0941-3501
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Caracterização experimental do campo de velocidade e campo acústico de um jato simples subsônico
Alternate title (s): Experimental characterization of velocity and acoustic fields of single-stream subsonic jet
Author: Proença, Anderson Ramos
First Advisor: Almeida, Odenir de
First coorientator: Self, Rod
First member of the Committee: Silveira Neto, Aristeu da
Second member of the Committee: Deschamps, César José
Summary: O objetivo deste trabalho é estudar e caracterizar aerodinamicamente um jato livre operando em regime subsônico e identificar a assinatura acústica do mesmo. Esse estudo busca analisar fundamentalmente as estruturas turbulentas e o ruído total produzido em diferentes números de Mach. Tal estudo é crucial para o entendimento desses mecanismos de geração e propagação, e encontra extrema importância para aplicações aeronáuticas, como, por exemplo, a exaustão de motores a reação (jato). A investigação é feita através da análise dos dados obtidos em experimentos utilizando tubo de pitot, anemômetro de fio-quente e ensaios acústicos. Neste trabalho também são descritos os procedimentos experimentais de cada etapa de análise, bem como as características dos laboratórios utilizados para o estudo do ruído de jato. Com os dados provenientes das medições com tubo de pitot são estudados os perfis de velocidade média. As propriedades médias também são analisadas com o sistema de anemometria, que ainda é utilizado para estudo da intensidade turbulenta em onze linhas axiais, variando da linha de centro até a borda do bocal (lipline). Estes resultados são comparados com a literatura e é constatada a acurácia dos anemômetros de fio-quente para intensidades turbulentas menores que 15%. Os dados aerodinâmicos mencionados são obtidos para números de Mach 0,25, 0,50 e 0,75, a partir da saída do bocal até treze diâmetros na direção do jato. O estudo acústico é feito através da análise do nível de pressão sonora obtido em seis posições no campo distante, com ângulos de observação variando de 40 a 110º. Diferentes velocidades também foram analisadas, desta vez, com números de Mach de 0.18 a 1.00 com passo de 0.05. Um banco de dados com o nível de pressão sonora em função da frequência é construído a partir destas informações.
Abstract: The purpose of this work is to study and characterize aerodynamically a free jet operating at subsonic regime and identify its acoustic signature. This study aims to analyze fundamentally the turbulent structures and the total noise produced at different Mach numbers. This kind of research is crucial to the understanding of these mechanisms of noise generation and propagation, and it is extremely important for aeronautical applications, for instance, the jet engine exhaust. The research is done by analysing the data obtained in experiments using pitot tube, hot-wire anemometer and acoustic measurements. This work also describes the experimental procedures for each step of analysis, as well as the characteristics of jet noise facilities. The data from measurements with a pitot tube was used to study the mean velocity profiles. The average properties are also analyzed with an anemometry system, likewise used to study the turbulent intensity at eleven axial lines, ranging from the centerline to the edge of the nozzle (lipline). These results are compared with literature and has verified the accuracy of hot-wire anemometers for turbulent intensities lower than 15%. The aerodynamic data are obtained for Mach numbers 0.25, 0.50 and 0.75, from the nozzle exit to thirteen diameters in the direction of the jet. The acoustic study is carried out by analyzing the sound pressure level obtained at six positions in the far field, with observer angles ranging from 40 to 110º. In this campaign more velocities are studied with Mach numbers from 0.18 to 1.00 with step of 0.05 are described. A database with the sound pressure level as a function of frequency is constructed from this information.
Keywords: Jato subsônico
Jato livre
Ruído de jato
Câmara anecóica
Rig de jato
Subsonic jet
Free jet
Jet noise
Anechoic chamber
Jet rig
Ruído aerodinâmico
Acústica
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language: por
Country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Institution Acronym: UFU
Department: Engenharias
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: PROENÇA, Anderson Ramos. Experimental characterization of velocity and acoustic fields of single-stream subsonic jet. 2013. 157 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14944
Date of defense: 26-Sep-2013
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

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