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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
Modelagem do Buraco Negro Acústico usando o Método do Elemento Espectral
Submission Author:
Jean Pietro Carvalho dos Santos , MA , Brazil
Co-Authors:
Jean Pietro Carvalho dos Santos, Jose Maria Campos dos Santos
Presenter: Jean Pietro Carvalho dos Santos
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0248
Abstract
Uma técnica desenvolvida nas últimas décadas para o controle passivo de vibrações e ruídos é o Buraco Negro Acústico ou, também chamado de ABH (Acoustic Black Hole). O efeito ABH estrutural é obtido incorporando uma modificação local na espessura de uma estrutura delgada, tipicamente uma viga ou uma placa. Esta modificação é caracterizada por uma variação da espessura de acordo com uma lei de potência espacial. A combinação de uma redução da rigidez local, devido à variação da lei de potência da espessura e de um aumento local do amortecimento, proporcionado pela aplicação concomitante de camadas de material viscoelástico, produz uma redução significativa da velocidade de propagação da onda e a um aumento das propriedades de atenuação. À medida que uma onda elástica se propaga dentro de um ABH, sua velocidade de propagação diminui suave e continuamente. No caso teórico, ou seja, quando a espessura da estrutura desaparece no extremo do ABH, a velocidade da onda diminui para zero. No caso não real, ou seja, quando o ABH tem uma espessura residual diferente de zero em seu extremo, a velocidade da onda ainda diminui suavemente, mas nunca desaparece. Neste último caso, que é de grande importância para aplicações práticas, o ABH é normalmente combinado com materiais dissipativos para obter fatores de perda estruturais significativamente maiores. Se a velocidade da onda de entrada pode desaparecer dentro do ABH, segue-se que este objeto se comporta como uma armadilha de ondas que extrai a energia elástica do meio hospedeiro sem liberá-la. O objetivo deste trabalho é estabelecer uma abordagem numérica para a modelagem e o projeto de um dispositivo de controle passivo de vibrações usando o efeito ABH. Um dispositivo ABH unidimensional estrutural do tipo viga é modelado usando o Método do Elemento Espectral (Spectral Element Method-SEM). Exemplos são realizados e os resultados comparados com aqueles encontrados na literatura.
Keywords
Acoustic Black Hole, ABH, Noise and Vibration Control, SEM
