Efeito aeroacústico de excrescências bidimensionais na cova de um eslate

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Amaral, Filipe Ramos do
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: beamforming; DAMAS; Aeroacoustics; Aeroacústica; Beamforming; Dispositivos de Hipersustentação; High-Lift Devices; Ruído de Eslate; Slat Noise
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-23032015-155925/

O presente trabalho refere-se a um estudo aeroacústico experimental visando caracterizar o ruído de eslate sob a presença de excrescências instaladas no interior de sua cova, e em ângulos de ataque extremos (entre -4 e 18 [º]). O eslate é um dispositivo hipersustentador posicionado no bordo de ataque do perfil aerodinâmico que objetiva a operação da aeronave em voo com uma menor velocidade. Desta maneira, é proporcionado um maior ângulo de estol e consequente maior sustentação, permitindo que os procedimentos de pouso e decolagem sejam mais seguros e que uma pista menor para ambas as operações possa ser utilizada, por exemplo. Este estudo contempla um modelo de perfil MDA 30P30N, com as excrescências no formato de selos de seção transversal bidimensional, circular e quadrada, presentes em diferentes posições na cova do eslate e ao longo de toda a sua envergadura. Foram compreendidos diferentes ângulos de ataque do modelo e velocidades de escoamento livre. O trabalho experimental utilizou-se de um túnel de vento de seção de testes e circuito fechados da USP-EESC, o modelo MDA 30P30N pré-existente na universidade e equipamentos de medições acústicas (microfones, sistemas de aquisição de dados e etc.), e de pressão (escâneres, manômetros, etc.). O pós-processamento dos dados aeroacústicos adquiridos nos ensaios realizados é uma etapa que objetiva a caracterização do ruído a partir de espectros de frequência e mapas acústicos, para localização e determinação da intensidade das fontes sonoras. Este processo é efetivado com códigos de beamforming implementados pelo grupo de pesquisa contendo o método de deconvolução DAMAS. A técnica de beamforming é um método para localização e estimativa da amplitude de fontes de ruído utilizando medidas realizadas a partir de uma antena de microfones, baseando-se em um modelo matemático que descreve a propagação de ondas acústicas em um meio com propriedades físicas bem definidas. Estes modelos são simplificados em relação à complexidade dos fenômenos de geração e propagação do som. O cálculo basicamente resolve a contribuição relativa das fontes provindas de diferentes direções no campo sonoro de interesse. O método DAMAS almeja compensar a influência das características da antena de microfones empregada para aquisição dos dados do resultado proveniente do cálculo efetuado com a técnica de beamforming convencional, resolvendo um problema de deconvolução. Os espectros de ruído obtidos neste trabalho apresentam o ruído de eslate bem definido em três componentes principais, que são os múltiplos picos tonais de baixa frequência, banda larga e pico tonal de alta frequência. Para a configuração de referência, sem a presença de selos na cova do eslate, verifica-se que ângulos de ataque extremos, muito baixos ou muito altos, apresentam o espectro de frequências quase que inteiramente como de banda larga e de intensidade muito próxima ao ruído de fundo do túnel. Também há um ângulo de ataque em que a emissão sonora é máxima. Quando há a presença de um selo na cova do eslate, existe um grande impacto em seu espectro acústico. Dependo da posição em que o selo se encontra, este pode atenuar ou intensificar os múltiplos picos tonais de baixa frequência, trocar o pico dominante, suprimir a componente de múltiplos picos, modificar o comportamento da componente da banda larga e ainda amplificar ou reduzir o ruído global do eslate.