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ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-6742-5802
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Análise comparativa de modelos de levitação acústica de campo próximo
Alternate title (s): Comparative analysis of near field acoustic levitation models
Author: Cabral, Leonardo Dias da Silva
First Advisor: Cavalini Junior, Aldemir Aparecido
First member of the Committee: Molina, Fabian Andres Lara
Second member of the Committee: Rossi, Fernanda Ferreira
Summary: A metodologia de levitação acústica se mostra como uma alternativa para aplicações em que há a necessidade de redução da resistência mecânica, seja na diminuição do atrito para reduzir o efeito do calor gerado e maximizar a performance, ou então no uso para produtos em que é requisitado grau de pureza ou componentes que não podem ser danificados. Como todo tipo de levitação, o conceito se faz em promover uma força contrária a força gravitacional do objeto, de forma que o mesmo seja suspendido (ou levitado). É possível estabelecer alguns métodos para gerar tal força, dentre eles destacam-se a aerodinâmica (força promovida pelo ar), a eletrostática (força promovida pelo campo elétrico), a magnética (força promovida pelo campo magnético) e a óptica (força promovida por lasers e lentes). Na acústica, em especial, a força é gerada por meio de um campo de pressão produzido através de uma superfície vibratória, sendo esta técnica de levitação classificada em dois tipos: levitação por ondas planas e de campo próximo. Neste trabalho será abordado o método de levitação acústica baseado no campo próximo, onde será realizado uma comparação entre os campos de pressão criados em diferentes condições (ao variar o número de compressão e a amplitude de vibração da superfície acionadora, além da condição do objeto ser fixo ou livre), estabelecendo a observação e análise entre duas metodologias numéricas diferentes (entre a metodologia da equação de Reynolds, implementada por meio da solução de equações diferenciais parciais no software MATLAB® e a metodologia via software COMSOL Multiphysics®, baseada nas equações de Reynolds e de Euler).
Abstract: The acoustic levitation methodology is an alternative for applications where there is a need to reduce mechanical resistance, either by reducing friction to reduce the effect of heat generated and maximizing performance, or when using it for products where it is required purity or undamaged components. Like all kinds of levitation, the concept is to promote a force contrary to the gravitational force of the object, so that it is suspended (or levitated). It is possible to establish some methods to generate such force, among them the aerodynamics (force promoted by the air), the electrostatic (force promoted by the electric field), the magnetic (force promoted by the magnetic field) and the optical (force promoted by lasers and lenses). In acoustics, in particular, the force is generated by a pressure field through a vibrating surface, and this levitation technique is classified into two types: flat waves and near field levitation. In this work we will approach the near-field acoustic levitation method, where a comparison will be made between the pressure fields created under different conditions (by varying the compression number and the vibration amplitude of the driving surface, in addition to the condition of the object being fixed or free), establishing the observation and analysis between two different numerical methodologies (between the Reynolds equation methodology, implemented through the partial differential equation solution in MATLAB® software and the COMSOL Multiphysics® software methodology, based on Reynolds and Euler equations).
Keywords: Levitação acústica
Campo próximo
Comparação
Equação de Reynolds
COMSOL Multiphysics®
Acoustic levitation
Near field
Comparison
Reynolds Equation
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: CABRAL, Leonardo Dias da Silva. Análise comparativa de modelos de levitação acústica de campo próximo. 2019. 78 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28346
Date of defense: 20-Dec-2019
Appears in Collections:TCC - Engenharia Aeronáutica

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