sound pressure level
در نشریات گروه مکانیک-
Investigating the sound radiated from faulty rolling element bearings (REBs) in rotor-bearing systems is as crucial as studying their vibration characteristics. This approach offers experts and researchers a more comprehensive understanding of faulty REB behavior, enhancing fault diagnosis capabilities. This study examines the impact of bearing faults, pedestal looseness, and shaft eccentricity on the vibro-acoustic characteristics of REBs. Additionally, it assesses the influence of fault severity and compound fault scenarios on these behaviors. A 6-degree-of-freedom (DOF) dynamic model is developed for an SKF 6205 bearing, including the shaft, inner ring, outer ring, and pedestal. The Hertzian theory is employed to model contact between the bearing balls and inner/outer rings. The governing equations are solved using the Runge-Kutta method to determine the surface velocity of the REB components, yielding a 4.56% error compared to experimental results, demonstrating good agreement. Based on the surface velocity, the sound pressure level (SPL) is calculated by modeling the inner and outer rings as cylindrical sound sources. The results reveal that auditory and visual observation can identify shaft eccentricity, while sound is a more sensitive indicator of bearing faults. Detecting incipient faults remains challenging, regardless of whether vibration or sound measurement tools, such as accelerometers or sound level meters, are employed. Furthermore, phase portraits indicate that pedestal looseness and bearing faults, unlike shaft eccentricity, result in chaotic and unpredictable motion, which may explain the sudden failures often observed in industrial REBs.Keywords: Rolling Element Bearing, Bearing Faults, Vibro-Acoustic Behavior, Pedestal Looseness, Sound Pressure Level
-
Evaluation of cavitation erosion risk, whether through numerical (CFD) or experimental methods, is crucial in many fluid flow design processes. This risk correlates directly with cavitation signals on affected surfaces. The aim of this study is to optimize the placement of piezoelectric sensors to investigate cavitation-induced erosion on solid surfaces and to enhance the numerical evaluation of their correlation with recorded signals from the sensors. In this study, based on the technical specifications of the K23 tunnel, a convergent-divergent channel has been designed to reduce the pressure in its test section below the vapor pressure, thereby creating the potential for bubble formation on the sample plate. Within this channel, four semi-cylindrical bluff bodies have been utilized as the most effective obstacles to increase cavitation erosion. A quick method for identifying cavitation erosion involves applying a special color to the sample plate. The Film Applicator has been employed as the optimal tool for achieving a uniform color and a thin paint layer on the sample plate. Through CFD modeling, potential cavitation zones are identified under various test conditions to refine the placement of piezoelectric sensors in experimental tests. As a result, piezoelectric sensors are positioned more accurately to measure sound pressure levels. The sound pressure levels obtained using piezoelectric sensors in the time domain, are compared with erosion-induced cavitation zones on the sample test surfaces. The strong agreement between sound pressure levels and observed erosion on the sample plates confirms the accuracy and improvement in the placement of piezoelectric sensors based on CFD modeling.Keywords: Placement Of The Piezoelectric, Erosion, Sound Pressure Level, Cavitation Tunnel K23, Bluff Body
-
Acoustic measurements were performed using microphone downstream of a 2-D wind turbine blade section in wind tunnel. The experiments have been carried out in both static and oscillatory pitching cases. The latter is usually experienced by the blades in actual circumstances. The microphone was 1.5 chords downstream of the airfoil and the measurements were conducted at three transverse positions, i.e. behind the trailing edge, midway between the trailing edge and the ground and very close to the ground. A CFD simulation of the flowfield has also been conducted using Fluent to correlate the acoustic behavior to the phenomena observed in the flowfield around the blade. The results show that the acoustic noise heard by a listener located on the ground is higher and stronger than that positioned downstream of the trailing edge, showing the ground effect on acoustic noise reverberation. The aerodynamic noise heard by the listener, changes from a treble to bass sound as the angle of attack increases. Beyond stall, the flow is dominated by the vortices shed into wake and the acoustic noises would be at very low frequencies which would result in a bass sound accompanied by structural vibration. In high angle of attack range, such noises can hardly be heard by a normal person but have a very destructive role on blade structure.Keywords: Sound Amplitude, Sound pressure level, Aeroelastic, Power spectrum, Trailing edge
-
در دهه های اخیر، استفاده از پهپادها به عنوان بخشی از زیرساخت های حمل و نقل شهری و منطقه ای و همچنین کاربردهای نظامی توسعه فراوانی پیدا کرده است. از طرفی، نوفه آیرودینامیکی بالای آن ها، یکی از چالش های جدی جهت اخذ گواهینامه صلاحیت پروازی برای این وسائل پرنده است. مهمترین منبع نوفه در مولتی روتورها، هواپیماها و پهپادهای ملخی با موتور الکتریکی و یا حتی موتور توربوپراپ، نوفه ناشی از ملخ است. در مطالعه حاضر، جهت شناخت بیشتر مکانیزم های موثر بر نوفه ملخ در اعداد رینولدز پایین و بررسی حساسیت نوفه به دور ملخ و زاویه قطبی انتشار آن، نوفه دوردست یک ملخ نمونه پهپاد به روش تجربی مورد ارزیابی گرفته است. نتایج نشان می دهد که نوفه ملخ شامل نوفه های تونال و پهن باند بوده به طوری که در فرکانس های پایین، بزرگترین نوفه تونال ملخ در فرکانس عبور پره رخ داده و هارمونیک های آن تا فرکانس های بالا همچنان قابل رویت هستند. از طرفی، اجزای پهن باند نوفه در محدوده های فرکانس متوسط و بالا غالب هستند. افزایش دور ملخ منجر به افزایش دامنه هر دو طیف نوفه تونال و پهن باند شده به طوری که مقادیر سطح فشار صوتی کل و طیف نوفه ملخ در اولین فرکانس عبور پره با افزایش دور ملخ افزایش یافته است. در نهایت نتایج نشان داد که نوفه پهن باند نسبت به نوفه تونال حساسیت بالاتری نسبت به زاویه انتشار صوت دارد.کلید واژگان: ملخ، نوفه آیرودینامیکی، سطح فشار صوتی، الگوی جهت دهی، فرکانسIn recent decades, the use of drones as part of urban and regional transport infrastructure, as well as military applications, has developed extensively. Contrarily, their high aerodynamic noise is one of the serious challenges to obtaining a certificate of airworthiness for these flying devices. The most important source of noise in multi-rotors, airplanes, and propeller drones with electric motors or even turboprop engines is the noise caused by propellers. In the present study, to learn more about the mechanisms affecting the propeller's noise at low Reynolds numbers and to investigate the sensitivity of the noise to the propeller rotational speed and the polar angle of its propagation, the far-field noise of a drone propeller has been evaluated experimentally. The results show that the propeller's noise includes tonal and broadband noise, so that at low frequencies, the largest propeller tonal noise occurs at the blade pass frequency, and its harmonics are still visible up to high frequencies. On the other hand, the broadband components of noise predominate in the medium and high-frequency ranges. The increase in propeller rotational speed has led to an increase in the amplitude of both the tonal and broadband noise spectrum, so that the values of the overall sound pressure level and the noise spectra of the propeller at the first blade pass frequency have increased with the increment of the propeller speed. Finally, the results showed that broadband noise has a higher sensitivity to the polar angle of sound propagation than tonal noise.Keywords: Propeller, Aerodynamic Noise, Sound Pressure Level, Directivity, Frequency
-
در این مقاله میدان جریان آکوستیکی جت خروجی پرتابه برای یک مدل نمونه مشخص بررسی شده است.در حین پرتاب یک پرتابه، سطوح فشار آکوستیکی شدیدی در اطراف آن به وجود می آید. از این رو شناسایی و تحلیل بارهای آکوستیکی جهت ملاحظات برای پرتابه ها حایز اهمیت می باشد. در این پژوهش، برای محاسبات سطوح فشار آکوستیکی و پیش بینی نویز در خروجی جت پرتابه، با استفاده از معادلات مطرح شده توسط روش الدرد و با بهره گیری از نرم افزار متلب تهیه الگوریتم و کد مناسب برای محاسبات بار آکوستیکی صورت گرفته است. برای مدل سازی هندسه و تحلیل پرتابه در پژوهش حاضر، یک نمونه پرتابه آزمایشگاهی که به صورت تجربی و از نظر آکوستیکی بررسی شده، به کار رفته است. پارامترهای موثر در بار آکوستیکی شناسایی شده و تاثیر آن ها روی میزان سطح فشار آکوستیکی پرتابه بررسی شده و نمودارهای سطح فشار صوتی در محدوده فرکانس معین و کانتورهای آن در میدان هندسی اطراف پرتابه به دست آمده است. از جمله این عوامل، شیب هدایت کننده جریان خروجی نازل و نسبت فاصله جت نازل از سکوی پرتاب به قطر نازل می باشد.
کلید واژگان: جت پرتابه، سطح فشار آکوستیکی، الگوریتم محاسباتی، شیب هدایت کننده، نسبت فاصله به قطر نازلIn this paper, the flow field is investigated by solving the acoustics of the launch vehicle for a specific sample model . During the launch of a space vehicle, the intense sound pressure levels created around the vehicle. Therefor identification and analysis of acoustical loads of launch vehicle is an important issue of consideration. In this study, for calculation of acoustic pressure levels and prediction of noise at the discharge of the nozzle jet, presented formula of Eldred was used with the assistance of MATLAB software and the algorithm and code were obtained to handle acoustical loads. In this research, the geometry of one launch vehicle sample was used. The effective parameters including the slope of deflector and the ratio of nozzle outlet distance from launch pad to the jet outlet diameter, were identified and investigated. The curves of sound pressure levels and contours of SPL around the launch vehicle field are obtained versus to the interval of specified frequencies.
Keywords: Jet, Sound Pressure Level, Calculational algorithm, Slope of deflector, ratio of distance to nozzle diameter -
دقت روش شبیه سازی گردابه های بزرگ در جریان نزدیک دیواره به فاصله های بی بعد و و شبکه در لایه مرزی وابسته است. در منابع مختلفی برای این فاصله های بی بعد پیشنهاداتی داده شده که این مقادیر بسته به فیزیک مساله و پدیده های مورد مطالعه می تواند متفاوت باشد. در این مقاله به بررسی اثر این پارامترها پرداخته شده است. بدین منظور دو نوع شبکه با تراکم مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از هر دو شبکه با استفاده از داده های تجربی حاصل از تونل باد در باند یک سوم اکتاو اعتبارسنجی شده است. در مطالعه گردابه ها با استفاده از خطوط جریان و معیار-کیو مشاهده شد که استفاده از فاصله بی بعد بزرگتر بر روی سطح دیواره باعث افزایش مقیاس طولی و قدرت گردابه ها شده و در نتیجه قدرت امواج آکوستیکی بیشتر از مقدار واقعی تخمین زده می شود. این مساله در زوایای مختلف مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که اختلاف بین دو شبکه در زوایای مختلف تغییر می کند. حداکثر اختلاف بین میانگین کلی سطح فشار صوت به دست آمده در دو شبکه در حدود یازده دسیبل در زاویه 135 درجه مشاهده گردیده است. با توجه به اینکه فاصله های بی بعد استفاده شده در هر دو شبکه در محدوده مجاز پیشنهاد شده در مراجع قبلی بودند، می توان گفت برای پیش بینی صحیح قدرت امواج آکوستیکی به الزامات سخت گیرانه تری برای فواصل بی بعد نسبت به تحقیقات گذشته نیاز است.کلید واژگان: سطح فشار صوت، تراکم شبکه، شبیه سازی گردابه های بزرگ، ایرفویل، باند یک سوم اکتاوThe accuracy of the large eddy simulation method near the wall depends on the non-dimensional distances y ^ +, x ^ + and z ^ + of the grid in the boundary layer. Study on these non-dimensional distances have been made in various research. But these values can vary depending on the physics of the problem and the phenomena being studied. In this article, the effect of these parameters is investigated on sound estimation. For this purpose two types of grids with different setting have been used. The results obtained from both grids have been validated using experimental data in the one-third octave band . In the study of vortices, using flow lines and Q-criteria, it was observed that the use of larger non-dimensional distances on the wall surface increases the longitudinal scale and strength of vortices and as a result the strength of acoustic waves is estimated to be higher than the actual value. This issue was studied from different directions and it was observed that the differences between the two grids varies at different angles. The maximum difference between the total average sound pressure level obtained by the two meshes is about eleven decibels at an angle of 135 degrees. Considering that the two-dimensional distances used in the both grids were within the suitable ranges suggested in the previous study, it can be said that more stringent requirements for non-dimensional distances are needed to accurately predict the strength of acoustic waves.Keywords: sound pressure level, Grid density, Large Eddy Simulation, Airfoil, One-third octave band
-
مواجهه با آلودگی صدا در اماکن بسته شغلی و غیرشغلی می تواند سبب اختلال در رفاه، آسایش و سلامت انسان گردد. شاخص تراز فشار صوت (Lp) داخل بنا، متاثر از توان صوتی منابع خارج و داخل بنا و تشدید ناشی از بازتابش سطوح داخلی است. برای پیش بینی تراز فشار صوت داخل بنا، لازم است ابتدا خصوصیات نشر صوتی منابع خارج و سپس نقش سازه در افت انتقال صدای خارج به داخل بنا تعیین گردد. در این محاسبات میزان انرژی صوتی داخل بنا ناشی از این منابع حقیقی داخل و خارج بنا مشخص می گردد. برای تعیین اثر سطوح بازتابشی داخلی به عنوان منبع مجازی صدا، بر تشدید انرژی در محیط بسته و بالتبع تشدید تراز فشار صوت، لازم است مدل هایی برای محاسبات پیش بینی تراز فشار صوت نهایی ارایه گردد. مدل های محاسباتی موجود نشان می دهد که مداخله کنترلی بر روی سطوح داخلی بنا از طریق مصالح جاذب صوت، به صورت نظری می توانند تا dB30 و به صورت عینی تا dB 20 سبب کاهش صدای محیط گردد. تاکنون مدل معتبری برای تفکیک نقش سطوح داخل بنا در میزان تشدید صدای مجموع منابع حقیقی ارایه نگردیده است. در این مقاله ضمن معرفی شاخص های تحلیل آکوستیکی داخل بنا، شاخص اتاق (RI) برای تعیین میزان نقش منبع مجازی در تشدید صدای داخل بنا معرفی و یک مدل تجربی برای تعیین این شاخص ارایه می گردد.
کلید واژگان: تراز فشار صوت، صدا، پیش بینی، شاخص، مدلExposure to noise pollution in closed occupational and non-occupational places can cause disturbances in human well-being, comfort and health. The sound pressure level index (Lp) inside the building is affected by the sound power of sources outside and inside the building and the resonance caused by the reflection of the internal surfaces. The amount of sound energy inside the building caused by these real sources inside and outside the building is determined. In order to determine the effect of internal reflective surfaces as a virtual source of sound, on the amplification of energy in the closed environment and consequently the amplification of the sound pressure level, it is necessary to provide models for the prediction of the final sound pressure level. The existing calculation models show that the control intervention on the internal surfaces of the building through sound absorbing materials can theoretically reduce the ambient noise up to 30 dB and objectively up to 20 dB. So far, no valid model has been presented to separate the role of the interior surfaces of the building in the amount of sound amplification of the total of real sources. In this article, while introducing the acoustic analysis indicators inside the building, the room index (RI) is introduced to determine the role of the virtual source in the sound amplification inside the building, and an experimental model is presented to determine this index.
Keywords: sound, sound pressure level, prediction, index, model -
The purpose of this paper is to investigate the effect of aspect ratio on vortex shedding, and transient flow-induced noise over a rectangular cylinder is presented. The freestream velocity is assumed 50 m/s. URANS equations with turbulence model are employed to flow analysis. Aerodynamic noise calculations are performed using the FW-H analogy. The rectangular cross-section with various lengths and widths is considered. A comparison of the results extracted in the present study with the experimental results of other references indicates the accuracy of the present research. The aspect ratios from 0.6 to 6 (equivalent to Reynolds numbers from 2.5 × 104 to 5.6 × 104) are studied. The simulations can be divided into two categories. In the first category, the ratio of length to width (R = B/H) is less than one, and in the second one, this ratio is greater than one. In the first case, noise is reduced by a relatively low slope. But in the second condition, the behavior of noise is different in various ratios and the slope of noise variations is high. The flow structure is also discussed in this paper. It is founded that for the first category, by increasing the aspect ratio, both the fluctuations and aerodynamic forces are reduced, and the longitudinal wake zone is increased. But in the second category, fluctuations of flow may be increased or decreased in various aspect ratios.Keywords: Flow Analysis, vortex shedding, length to width, sound pressure level, Strouhal number
-
To reduce the noise in a pump piping system and increase the usage time of equipment, a new type of porous muffler is proposed in this paper. A water guide cone is incorporated into the muffler structure, which may help to redirect the fluid media in the piping system. The porous structure is adapted from a muffler shell, water cone wall and round bottom plate. According to this structure, the muffler sample is made, and a pump pipeline system test bench is set up. The outlet noise of the pump pipeline system is measured after installing the muffler. At the same time, the muffler is numerically simulated by combining computational fluid mechanics and Lighthill acoustic theory. The characteristics of the flow field and external sound field under three different flow conditions of 200 m3/h, 400 m3/h and 600 m3/h are assessed. The numerical simulation results show the same dominant frequency and trend as the experimental results. The rationality of the numerical simulation is verified. Research shows that: the level of sound pressure at the muffler's outlet is lower than at the inlet, causing muffling, and the characteristics of a quadrupole sound source appear at the outlet. The proposed muffler has a certain effect in reducing noise in the pump pipeline system.Keywords: Muffler, Pump piping system, Computational fluid dynamics, Hydrodynamic noise, Sound pressure level, Sound pressure level directivity
-
Journal of Theoretical and Applied Vibration and Acoustics, Volume:7 Issue: 2, Summer & Autumn 2021, PP 118 -138
Metro stations as public places are very important in terms of speech clarity, safety, and security. However, due to the size and physical-special characteristics of these places, the use of non-acoustic materials, and providing acoustical comfort is practically not possible, and in emergencies, hearing voice messages is not possible for people with different mental and physical conditions and workers are prone to hearing damage. The purpose of the study is to assess the acoustic conditions of metro stations to provide auditory satisfaction. Two crucial and distinct stations of Tabriz city were measured using B&K2260 sound level meter. SPL and RT are two of the most significant parameters in users' auditory satisfaction, which are used in the assessment of sound level and speech perception by humans. The measurements and evaluations show that (Lt) in Saat and Khayyam Stations are 106.4 and 104.2 dB, and the minimum is 85.6 and 82.4 dB, respectively. The measured maximum reverberation time (RT) is 7.21 and 5.17 seconds, respectively, at frequencies of 500 and 630 Hz with Gain=-20. According to the values of international standards, both parameters are in the unacceptable range, and in addition to causing irreparable damage to human hearing, in the long run, it covers all sounds, and people are not able to hear the sounds with lower levels than the level of the environmental noise. Therefore, by increasing the surfaces and reducing the volume via architectural elements, it is possible to help improve the acoustical conditions in metro stations.
Keywords: Acoustical conditions, sound pressure level, reverberation time, Metro stations, Auditory satisfaction -
امروزه استفاده از رونده های زیر سطحی خودمختار برای کاربردهای مختلف نظیر تحقیقات علمی، نظامی و تجاری افزایش یافته است. در این مقاله پروانه نوع ملخی برای یک وسیله خودمختار از جنبه های مختلف از قبیل عملکرد، ماده ساخت و هیدروآکوستیک مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج هیدرودینامیک و هیدروآکوستیکی پروانه مرجع مورد معتبرسازی قرار گرفت. عدم قطعیت عددی محاسبه و تخمین زده شد. برای انتخاب هندسه پروانه از کوپل روش المان پره - ممنتوم و حلگر دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شده است. در ادامه به وسیله روش المان محدود چند ماده متفاوت برای ساخت پروانه با قید تنش و حداقل جابجایی نوک پره بررسی شده است. به منظور بررسی پروانه از جنبه های مختلف یک روند نما پیشنهاد شد. پروانه ها از لحاظ عملکرد و استحکام مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و معیار جابجایی برای نوک تیغه در نظر گرفته شد. در بخش آخر نتایج هیدروآکوستیکی معتبرسازی و سطح فشار صوتی تخمین و مقایسه شده است.کلید واژگان: پروانه ملخی، روش المان پره - ممنتوم، المان محدود، نویز، سطح فشار صوتیNowdays, the use of Autonomous Submarines has increased for Various applications such as, Scientific, military and commercial research. In this paper, a drone type propeller for autonomous vehicle is examined from various aspects such as: performance, product material and hydroacoustics. Hydrodynamic and hydroacoustic results are validated. Numerical uncertainty was calculated and estimated. To select propeller, the coupling of Blade Element Momentum Theory (BEMT) method and Computational Fluid Dynamics (CFD) solver have been used. In the following, by the finite element method, several different materials for product the propeller with stress and minimum displacement of the blade tip constraint have been investigated. In order to examine the propeller from different aspects, a flowchart was proposed. The propellers were analyzed in terms of performance and strength and the displacement criterion for the blade tip was considered. In the last section, the hydroacostic results are validated and Sound pressure Level (SPL) is estimated and compared.Keywords: : Drone Propeller, Blade Element Momentum Theory, Finite element, Noise, Sound Pressure Level
-
نویز (صوت) حاصل از جت مافوق صوت آشفته خروجی از نازل های همگرا یا همگرا-واگرا اثرات مخربی بر محیط و انسان های اطراف دارد. برای جلوگیری از این اثرات مخرب، سازوکارهای تولیدکننده نویز در میدان نزدیک و پشت نازل باید به خوبی فهم شود. در این پژوهش یک نازل خفه شده و صدای ناشی از آن به صورت دوبعدی و با استفاده از رویکرد URANS و مدل آشفتگی k-ε Realizable مطالعه شده است. صدای حاصل از این جت آشفته در میدان نزدیک و پشت نازل با حل معادله ویلیامز-هاوکینگز به دست آمده است. تاثیر پارامترهای فشار و دمای خروجی از نازل روی نویز حاصل از جت آشفته بررسی شده است. تغییر دما، اثرات قابل توجه ای روی لایه برشی و طول هسته پتانسیل جت دارد. نویز ثبت شده در نزدیک دهانه نازل و پشت نازل نشان می دهد که حضور سلول های ضربه ای در پلوم جت بر امواج آکوستیکی منتشرشده به سمت بالادست اثر داشته است و باعث به وجودآمدن نویز پهن باند ناشی از سلول ضربه ای می شود. این نویز برای جت سرد با دمای 300کلوین مقداری در حدود 100دسی بل و برای جت گرم با دمای 600کلوین مقداری در حدود 105دسی بل دارد. با افزایش فشار نازل به دوبرابر مقدار اولیه، نویز ثبت شده به حدود 124دسی بل رسیده است.The emitted noise (sound) by turbulent supersonic jet flow coming out from convergent or convergent-divergent nozzles has destructive effects on the environment and humans. To prevent these effects, the noise generation mechanisms should be well studied in the near field and behind the nozzle. In this study, a choked nozzle and its emitted noise are studied in two dimensions using the URANS approach and the k-ε Realizble turbulence model. The noise from the turbulent jet in the near field and behind the nozzle is also obtained by solving the Williams-Hawking equation. The effect of nozzle pressure and temperature on the radiated noise has been investigated. The temperature changes affect the shear layer and the length of the jet potential core. The recorded noise close to the nozzle lip and behind the nozzle indicate that the presence of shock cells in the jet plume affects the acoustic waves propagate upstream. It causes broadband shock cell-associated noise. This noise is about 100 db for a cold jet with a temperature of 300 K and about 105 db for a hot jet with a temperature of 600 K. By increasing the nozzle pressure twice the initial value the noise reaches about 124 db.Keywords: Turbulent jet, Choked nozzle, Turbulent mixing noise, Broadband shock-associated noise, sound pressure level
-
Investigations and observations on fluid flow and performance characteristics (numerically and experimentally) and sound generation (experimentally) of single and double outlet squirrel cage fans are performed in this study. The main objective is to survey the performance of double outlet fans and the effect of two volute tongues as main sound sources. Fan performance and sound experiments are conducted using an in-duct experimental setup. The efficiency and pressure curves show that each outlet channels of the double outlet fan operates similar to a single outlet one. As a criterion for evaluating the sound generation, total sound pressure level (SPL) and the noise component at blade passing frequency (BPF) in the power spectrum are considered. A comparison between the total sound pressure levels of the fans shows that in both of them the BPF noise increases with flow rate, while higher SPL is found for the double outlet one. An exactlyhigher velocity jet/wake flow from the rotor in double outlet fan is responsible for the higher BPF noise
Keywords: Fan, Forward curved, Double outlet, Efficiency, Sound pressure level, Blade passing frequency, Flow induced noise -
صدای منتشرشده از هواپیماها، کاربردهای فراوانی همچون تعیین موقعیت، تعیین کلاس و عیب یابی آنها دارد. بنابراین بررسی عوامل تاثیرگذار بر صدای انواع هواپیماها دارای اهمیت قابل توجهی است. در سال های اخیر، آلودگی ناشی از ریزگردها در تمامی شهرهای ایران رو به افزایش است. در تحقیقات گذشته، تاثیر تمامی متغیرهای دما، فشار و درصد رطوبت بر انتشار صوت مورد بررسی قرار گرفته است اما تاکنون تاثیر وجود ریزگردها بر میرایی محیط بررسی نشده است. اندازه گیری های صوتی در فرودگاه بین المللی امام خمینی (ره) برای شش نوع هواپیما شامل هواپیماهای ایرباس 320، 319 و 321، بوئینگ 747 و 777 و امبرائر 190 در شرایط مختلف جوی توسط 3میکروفون حساس در فاصله 950متری باند پرواز انجام شده است. دما در محدوده C°40-20 و درصد رطوبت نسبی 2 الی 34% بوده است. در مرحله اول، نتایج حاصل از تغییرات پارامترهای دما و رطوبت نسبی با نتایج معتبر مقایسه و اعتبارسنجی شده است. در این تحقیق، متغیر جدید برای بررسی تاثیر وجود ریزگردها معرفی شده است که عبارت از اختلاف تراز شدت صوت محاسبه شده تئوری بدون وجود ریزگردها و تراز شدت صوت اندازه گیری شده به ازای یک میکروگرم بر متر مکعب افزایش غلظت ریزگردها در محیط است. کمترین مقدار ضریب میرایی محیط ناشی از وجود ریزگردها مربوط به هواپیمای ایرباس 320 (0. 01202) و بیشترین آن برای هواپیمای امبرائر 190 (0. 0154) است. نهایتا اینکه افزایش غلظت ریزگردها (10PM و 2. 5PM) موجب افزایش میرایی محیط شده و شدت صوت اندازه گیری شده کاهش پیدا می کند.کلید واژگان: هوا، صوتی، ضریب میرایی جو، ریزگردها، شدت فشار صوت، صدای هواپیماThe sound emission of airplanes has some applications such as localization, classification, and detecting fault. Therefore, investigation of issues, which affects the airplanes sounds, is important. In recent years, pollution of dust in all cities of the Iran shows an increasing trend. In the literature, all variables affecting the sound emission such as temperature, pressure, and relative humidity have been investigated, but there are not any researches about the influence of dust on the atmospheric attenuation coefficient. The experimental tests have been carried out with 3 sensitive microphones, 950m away from the takeoff area of Imam Khomeini international airport for 6 different airplanes, including Airbus 320, 319, 321, Boeing 747, 777, and Embraer 190 at different atmospheric conditions. The air temperature was in the range of 20-40˚C and the relative humidity was in the range of 2-34%. At first, the experimental setup was validated by available data, considering different temperatures and relative humidities. In this research, a new variable, β, has been introduced to detect the dust effect, which is defined as: the difference between the calculated sound pressure level at no dust and the measured sound pressure level while the dust density is 1μgr/m3. Airbus 320 has the minimum dust atmospheric attenuation coefficient value (0.01202db*m3/μgr) and its maximum is related to the Embraer 190 (0.0154db*m3/μgr). Finally, the obtained results show that increasing in dust concentration (PM2.5 and PM10) leads to increase in atmospheric attenuation coefficient between airplane and microphones area, and the measured sound pressure level decreases.Keywords: Aeroacoustic, Atmospheric Attenuation Coefficient, Dust, Sound Pressure Level
-
در این مقاله جریان گاز فراصوت تراکم پذیر حین خروج از لوله ای به قطر 7/62 میلی متر در هندسه تقارن محوری شبیه سازی شده است. برای این منظور از روش دانسیته پایه و شبکه تطبیقی دینامیک با معیار فشار استاتیک در شبیه سازی ها استفاده شده است. مسئله در دو حالت گاز غیر ویسکوز و مدل توربولنسی k-ɛ حل شد. مقایسه نتایج سایه نگاری تجربی شیلرین با کانتورهای دانسیته و مقایسه نتایج فشار استاتیک روی امواج شوک با داده های موجود در مقالات، همخوانی بسیار خوبی نشان می دهند. همچنین زمان وقوع شوک اول و دوم و امواج انفجاری و نحوه پیشروی آنها در دامنه شبیه سازی شده بررسی شد. پس از اعتبارسنجی مسئله، نتایج شبیه سازی در استخراج داده های سطح فشار صوتی با استفاده از معادلات فاکس ویلیامز و هاوکینگز استفاده شد. برای این منظور دریافت کننده های نویز در پنج فواصل 1، 2، 6، 10 و 15 متری قرار گرفت و مقدار سطح فشار صوتی در این فواصل به دست آمد و در سه زمان مختلف با هم مقایسه شد. نتایج سطح فشار صوتی حاصل با نتایج تجربی مراجع موجود تطابق خوبی نشان داد. بیشترین سطح فشار صوتی در زمان وقوع امواج شوک انفجاری برابر با 119 دسی بل به دست آمد. نتایج شبیه سازی نشان داد تاثیر تغییر مدل از غیر ویسکوز به مدل توربولنسی ɛ k- در مقادیر سطح فشار صوتی ناچیز است.کلید واژگان: گاز ایده آل، اکوستیک، فشار صوتی، موج شوک اول، موج شوک دومSimulation of supersonic compressible gas flow has been investigated while exiting from 7.62 mm diameter tube in the axis-symmetric geometry. Density-based solver and adaptive dynamic mesh methods were applied based on static pressure gradient. Simulations have been carried out using inviscid and k-ɛ turbulence models. Time of first, second, and main flow shock waves and their progress were also investigated. Existing experimental Schlieren shadowgraphs were compared with density contours of simulations and static pressure results within the shock waves were also compared with the results of literature and good agreements have been achieved. After verification, simulation results have been applied in order to extract sound pressure level values using Ffowcs-Williams and Hawkins (FWH) model. Sound pressure receivers have been located in1, 2,6,10 and 15 m far from the sound source and sound pressure levels have been obtained and compared at the three different times. Results were in good agreement with test data of existing literature. Maximum sound pressure level was obtained in the time of 0.58 millisecond equaling 119 dB. Simulations results showed that changing viscous model from inviscid to k-ɛ turbulence model had an insignificant effect on the noise values.Keywords: ideal gas, acoustics, sound pressure level, first shock, second shock
-
در مقاله حاضر از توانایی های نرم افزار فلوئنت برای محاسبه و مقایسه صدای حاصل از عبور جریان هوا از روی چند هندسه با سطح مقطع مختلف استفاده شده است. روش به کار گرفته شده در این شبیه سازی، ترکیب مدل آشفتگی شبیه سازی گردابه بزرگ و مدل آکوستیکی فاکس ویلیام هاوکینگز است. هندسه های مورد بررسی، سطح مقطع های دایره ، مربع و مثلث می باشند. هدف از این بررسی، علاوه بر بررسی توانایی و دقت حل عددی در محاسبه صدای حاصل از جریان در دوردست، یافتن ماکزیمم مقدار سطح فشار صوت مربوط به هر کدام از سطوح مقطع پایه است. مقایسه صدای محاسبه شده در حل عددی با نتایج تجربی توسط دو میکروفون که در میدان حل عددی در فواصل دور تعریف شده اند، انجام می شود. پس از انجام محاسبات لازم، نتایج مدل سازی به صورت منحنی های سطح فشار صوت تولید شده با استفاده از خروجی های حل توربولانس و به کمک آنالوژی آکوستیکی در محل گیرنده مشخص، ارائه شده است. مطابق انتظار، فشار صوتی دریافت شده در گیرنده دورتر کمتر و زمان رسیدن صوت به آن بیشتر است. همچنین نتایج حل نشان می دهد که ماکزیمم سطح فشار صوت در سرعت یکسان برای سطح مقطع دایره ای بیشتر از سطح مقطع مثلثی و برای سطح مقطع مثلثی بیشتر از سطح مقطع مربعی است.کلید واژگان: شبیه سازی آیروآکوستیک، مدل فاکس ویلیام هاوکینگز، شبیه سازی گردابه بزرگ، سطح فشار صوتIn this paper, FLUENT software capabilities are used to calculate and compare the sound produced by the flow of air through several geometries with different cross-sections. The method used in this simulation is the combination of the large eddy simulation turbulence model and Ffowcs-Williams and Hawkings acoustic model. Three cross-sections of circle, square and triangle are studied. The aim of this study, in addition to assess the ability and accuracy of numerical calculation of the farfield sound, is to find the maximum sound pressure level of each simple cross section. Two microphones are defined over long distances of the numerical domain to compare the numerical sound calculations with experimental results. After the necessary calculations, results are provided as sound pressure level curves of turbulence solver using the acoustic analogy at microphones locations. Respectively, the received sound pressure at the microphone farther- located is in lower quantity and the arrival time of the sound at that location is longer. The results show that the maximum sound pressure level, at the same velocity, belongs to circular, triangular and square cross-sections respectively.Keywords: Aeroacoustic simulation, Ffowcs-Williams, Hawkings model, Large Eddy Simulation, Sound pressure level
-
در پژوهش حاضر، جریان آشفته هوا بر روی سیلندر مربعی سه بعدی به روش عددی با استفاده از دو مدل اغتشاشی انتقال تنش برشی κ-ω و رهیافت گردابه های بزرگ در سه عدد رینولدز 5000، 46000 و 69000 شبیه سازی شده است. سطح فشار صوت در دوردست آکوستیکی و بر روی سطح سیلندر مربعی در شش زاویه حمله مختلف محاسبه شده است. با مقایسه نتایج حل عددی حاضر با نتایج تجربی موجود صحت نتایج و اعتبار سنجی انجام شده است. همچنین نتایج عددی حاضر با نتایج عددی انجام شده دیگر مورد مقایسه قرار گرفته است. مشخص گردید که نتایج حل جریان و سطح فشار صوت مطابقت قابل قبولی با نتایج تجربی و عددی دیگران دارند. نوسانات نیروی برآ، پسا و آشفتگی جریان از عوامل تاثیر گذار بر سطح فشار صوت هستند. در زاویه حمله 13 درجه کمترین سطح فشار صوت، ضریب درگ، ضریب نوسانات نیروی برآ و کمینه شدن ضریب برآ اتفاق افتاده است. با مقایسه نتایج عددی دو مدل اغتشاشی انتقال تنش برشی κ-ω و رهیافت گردابه های بزرگ محاسن و معایب هر روش بررسی شده است. هر دو مدل اغتشاشی نتایج را با اختلاف قابل قبولی پیش بینی کرده اند.کلید واژگان: سیلندر مربعی، آشفتگی، سطح فشار صوت، مدل انتقال تنش برشی κ، ωIn current study turbulent flow around a 3D square cylinder is modeled using large eddy simulation and shear stress k-ω turbulence modeling for three values of Reynolds numbers 5000, 46000 and 69000. The flow and sound field simulations are conducted by using fluent commercial software. Sound pressure level in the acoustical far field and on the surface of the square cylinder at incidence are evaluated for six angles of attack. Flow induced sound at far field is predicted by employing FWH analogy while sound pressure level over the surface model is directly estimated by measuring the unsteady surface pressures. The results of the present study showed good agreement with the available experimental results. The fluctuating lift and drag forces acting on the square rod and flow turbulence are the main sources of the acoustic field generation. It is noticed that the minimum of drag coefficient, mean and root mean squared (rms) value of lift coefficient, and sound pressure level in acoustical far field occurred at 13 angle of attack. The maximum Strouhal number occurred at 13o angle of attack. The Strouhal number for all angles of attack is noticed to be independent of the flow Reynolds number. Both turbulence models considered in this study predict the acoustic and flow features within an acceptable accuracy.Keywords: Square cylinder, turbulence, sound pressure level, ?-? SST
-
پارامترهای جریان و سطح فشار صوت در دوردست آکوستیکی و برروی سطح یک سیلندر مربعی در شش زاویه حمله مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. حل عددی با نرم افزار تجاری فلوئنت و با استفاده از مدل اغتشاشی رهیافت گردابه های بزرگ شبیه سازی شده است. از مقایسه نتایج حل عددی با نتایج تجربی موجود، مشخص گردید که نتایج حل جریان و سطح فشار صوت مطابقت قابل قبولی با نتایج تجربی دارند. کمترین مقدار ضرایب متوسط نیروهای برآ و پسا و مجذور میانگین مربعات نیروی برآ در محدوده زاویه حمله 13 درجه روی داده و نیز کمترین مقدار سطح فشار صوت در دوردست آکوستیکی نیز در این محدوده واقع شده است که متاثر از حداقل شدن نوسانات نیروی برآ و پسا است. میدان آکوستیکی تولید شده ناشی از نوسانات نیروی برآی وارد بر سیلندر می باشد.کلید واژگان: سیلندر مربعی، سطح فشار صوت، آشفتگی، رهیافت گردابه های بزرگFlow characteristics and sound pressure level in the acoustical far field and on the surface of a square cylinder at incidence are investigated for six angles of attacks. Flow around square cylinder is modeled using large eddy simulation method. The flow simulation is conducted using fluent commercial software. The results of the present study showed good agreement with the available experimental results. The minimum of drag coefficient, mean and root mean squared (rms) value of lift coefficient, and sound pressure level in acoustical far field occurred at 13o angle of attack which is due to the lowest values of fluctuating lift and drag forces at this angle of attack. The induced acoustic field is due to the fluctuating lift force acting on the rod.Keywords: Square cylinder, sound pressure level, turbulence, large eddy simulation
-
Cavitation phenomenon can cause deterioration of the hydraulic performance, damage by pitting, material erosion, structure vibration and noise in fluid machinery, turbo-machinery, ship propellers and in many other applications. Therefore, it is important to detect inception of cavitation phenomenon. An experimental study has been carried out in order to investigate the noise radiated by various cavitating sources to determine the validity of noise measurements for detecting the onset of cavitation. Measurements have been made measuring the noise radiated by a number of configurations in a water tunnel at various operating condition to determine the onset of cavitation. The measurements have been conducted over a frequency range of 31.5 Hz to 31.5 kHz in one-third octave bands. The onset of cavitation was measured visually through a Perspex side of the working section of the water tunnel. Moreover, a theoretical estimate of the pressure radiated from the cavitation nuclei at their critical radii and their frequency was presented. Tests indicated that, generally, at the point of visual inception there was a marked rise of the sound pressure level in the high-frequency noise, whilst the low-frequency noise increased as the cavitation developed. This finding was supported by the theoretical estimate of the pulsating frequency of cavitation nuclei. The results illustrated that the visual observations of inception confirm the noise measurements.Keywords: Cavitation, Noise, Sound pressure level, Acoustic
-
در این تحقیق، جریان حول بال های مثلثی ساده، مرکب و الماسی به طول وتر ریشه360 میلی متر با زوایای پسگرایی به ترتیب،°50، °65/°80 و °53، با استفاده از رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ و مدل زیرشبکه ای اسماگورینسکی- لیلی بررسی شده است. ضرایب آیرودینامیکی بال های مثلثی مذکور محاسبه شده و با نتایج عددی و تجربی موجود مقایسه شده که تطابق خوبی با نتایج تجربی مشاهده می شود. شرایط مرزی استفاده شده، به منظور انجام محاسبات هواصوتی به این صورت است که سرعت جریان آزاد برابر 50 متر بر ثانیه، عدد رینولدز بر پایه وتر ریشه برابر 106×2/1 و عدد ماخ 147/0 در زاویه حمله 15 درجه می باشند. نتایج صدای دریافتی از میکروفن های قرار گرفته در ناحیه دنباله بال های مورد مطالعه، به صورت چگالی طیف قدرت، فشار صوتی، تراز فشار صدا و دامنه صدا مورد بررسی قرار گرفته اند. تراز فشار صدای دریافتی توسط میکروفن قرار گرفته در فاصله 835/1 متری از نوک بال های مذکور در بازه عدد استروهال 0 الی 1 به ترتیب بین24 الی 69، 10 الی 54 و 9 الی 44 دسی بل متغیر است که از لحاظ مخفی کاری صوتی، بیان گر ارجحیت بال الماسی نسبت به دو بال دیگر می باشد.کلید واژگان: پدیده هواصوتی، بال مثلثی الماسی، تراز فشار صدا، اندرکنش گردابه ها، رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ، عدد استروهالThe objective of this paper is to obtain acoustical behavior of flow around 50° tailless, 8 /65° double and 53° diamond delta wing configurations, using large eddy simulation. Validation of the aerodynamic coefficients is performed using available experimental results, showing good agreements. CFD simulations were performed for 15 degree angles of attack at a Mach number of 0.147 and a Reynolds number of 1.2 million, based on the root chord root chord of the wings (is 360 mm). Acoustic measurements, such as power spectral density, acoustic pressure, sound pressure level, and sound amplitude were taken, using 3 microphones in the wake region of the mentioned wings. The amount of sound pressure level of microphone, which is placed at 1.835 meter from apex of above wings in DK Strouhal number 0 to 1 is, 24 to 69, 10 to 54 and 9 to 44. Hence, for purposes of being silence, aeroacoustics values indicate that diamond delta wing is more preferable than tailless and double delta wing.Keywords: Aeroacoustics, Diamond Delta Wing, Sound Pressure Level, Vortex Interactions, Large Eddy Simulation Approach, Strouhal Number
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.