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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Bi-directional evolutionary acoustic topology optimization for muffler design = Otimização topológica bidirecional evolucionária acústica para o projeto de silenciadores
Title Alternative: Otimização topológica bidirecional evolucionária acústica para o projeto de silenciadores
Author: Azevedo, Felipe Miranda, 1991-
Advisor: Pavanello, Renato, 1959-
Abstract: Resumo: Este trabalho propõe um procedimento para projeto de silenciadores automotivos baseado em modelos acústicos por elementos finitos usando Otimização Acústica Evolucionária Bi-direcional. O objetivo principal é descobrir a melhor configuração de barreiras dentro do silenciador acústico usado na indústria automobilística que minimiza o nível de pressão sonoro na saída do silenciador. O meio acústico é governado pela equação de Helmholtz e condições de contorno de paredes rígidas são introduzidas para representar barreiras acústicas. O problema continuo é resolvido no domínio da frequência e é discretizado usando o método dos elementos finitos. A função objetivo adotada é Perda de Transmissão (TL). A maximização da TL garante que o nível de pressão sonoro na saída do silenciador seja reduzido. Para encontrar a configuração de barreiras acústicas que maximiza a função TL do silenciador o método de Otimização Topológica Evolucionária Bi-direcional (BESO) é utilizado. O método de otimização BESO foi escolhido devido as suas características binárias e para evitar o uso de algoritmos de pós-processamento. Usando o método BESO topologias simples em modelos 2D são encontradas, maximizando TL para diferentes frequências. As soluções 2D encontradas podem ser utilizadas como referência para a manufatura de silenciadores reais. Alguns exemplos são apresentados para mostrar a eficiência do método proposto

Abstract: This work proposes an automotive acoustic muffler design procedure based on finite element acoustic models using a Bi-directional Evolutionary Acoustic Topology Optimization. The main goal is to find the best configuration of barriers inside acoustic mufflers used in the automotive industry that minimizes sound pressure level in the outlet of the muffler. The acoustic medium is governed by Helmholtz equation and rigid wall boundary conditions are introduced to represent acoustic barriers. The continuum problem is solved in the frequency domain and it is discretized using the finite element method. The adopted objective function is Transmission Loss (TL). Maximizing TL guarantees that the sound pressure level at the outlet of the muffler is reduced. To find the configuration of acoustic barriers that maximizes the Transmission Loss function of the muffler a Bi-directional Evolutionary Structural Optimization (BESO) method is used. The optimization method (BESO) used was chosen because of its binary characteristics and to avoid using post-processing algorithms. Using BESO method simple topologies in 2D models are reached, which maximizes the Transmission Loss function for different frequencies. The 2D solutions can be used as reference to manufacture 3D mufflers. A few examples are presented to show the efficiency of the proposed design procedure
Subject: Otimização topológica
Análise acústica
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: AZEVEDO, Felipe Miranda. Bi-directional evolutionary acoustic topology optimization for muffler design = Otimização topológica bidirecional evolucionária acústica para o projeto de silenciadores. 2017. 1 recurso online (121 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/322786>. Acesso em: 1 set. 2018.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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