Computational and experimental investigation of low frequency noise in passenger vehicles
Binek araçlardaki düşük frekanslı gürültünün hesaplamalı ve deneysel yöntemlerle araştırılması
- Tez No: 434004
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜNAY ANLAŞ, DOÇ. DR. ÇETİN YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 283
Özet
Binek araç piyasasında akustik konfor, stil, güç, yakıt tüketimi ve bütçe kadar belirleyici bir rekabet unsuru haline gelmiştir. Vibro-akustik çalışmalar, gerek aracın piyasaya arzından önceki süreçte gerekse sonrasında, gürültü problemlerine karşı tedbirler geliştirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada binek araçların gürültü karakteristikleri üzerinde durulmuştur. Araç gürültüsündeki değişkenlik ve düşük frekanslı uğultu problemlerine yol açan baskın iletim yolları araştırılmıştır. Değişkenliğin nedenlerini teşhis etmek için sistematik bir prosedür önerilmiştir. Gözlemlenen değişkenliklerin temel kaynağının, teşhis edilen uğultu problemlerine neden olan baskın iletim yolları olduğu açıkça ortaya konulmuştur. Deneysel iletim yolu analizinin güncel pratiği, hesapların doğruluğu ve zaman maliyeti arasındaki ödünleşim kapsamında tartışılmıştır. Yapısal iletimli gürültü problemine ilişkin metotlar ele alınmış, avantajları ve sakıncaları teorik olarak ifade edilmiştir. Çalışmalarda kullanılan sedanın motor kaynaklı yapısal gürültü problemi referans alınmak suretiyle bahsi geçen metotların uygulanabilirliği de araştırılmıştır. Ölçüm hatalarının nedenleri, veri işleme prosedürlerinin olumsuz tesirleri ve uygulamada karşılaşılan fiziksel engeller incelenmiştir. Yapısal ve viskoz sönümlemenin etkileri, bu etkilerin neden araştırıldığı ve çözümleme metotları kapsamlı bir şekilde tartışılmıştır. Bu bağlamda, sonuçların doğruluğunu arttıran yeni bir prosedür de teklif edilmiştir. Çalışılan sedanın, birleştirilmiş vibro-akustik tepkisi çözümlenmiş ve tepkide katlanan arka koltuk açıklığının etkisi çalışılmıştır. Akustik öz frekansların hesaplanmasında kullanılmak üzere analitik bir çözüm önerilmiştir. Sonrasında aracın akustik öz frekansları, kabin ve bagaj hacminin bahse konu açıklıkta birleştiği göz önüne alınarak hesaplanmıştır. Aracın düzlemsel akustik öz frekanslarının bu çalışmada önerilen analitik çözüm yoluyla yaklaşık olarak hesaplanabileceği gösterilmiştir. Katlanan arka koltuk açıklığının etkisini net bir şekilde ortaya koymak için aracın birleştirilmiş vibro-akustik tepkileri farklı durum çalışmalarıyla irdelenmiştir. Uğultu problemleriyle, hesaplanan düzlemsel akustik öz frekansların büyük oranda ilintili olduğu gözlemlenmiştir. Kapsamlı nümerik çalışmalara ihtiyaç duyulmadan, önerilen analitik çözümle, akustik öz frekansların hesaplanabileceği ve uğultu problemlerinin teşhis edilebileceği sonucuna varılmıştır. Nümerik modelin güncellenmesi için deneysel modal analiz çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sonrasında, güncellenen model modifikasyon tahmin çalışmalarında kullanılmıştır. Sonuç olarak, bu çalışmada önerilen prosedürlerin gerçek problemlerin çözümünde etkili olduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Acoustic comfort of passenger vehicles has become a significant competition factor in the market, as much as the others, i.e. styling, power, fuel consumption and budget. Vibro-acoustic response studies play an important role in developing countermeasures to noise problems, before or after vehicle launch. In this study, low frequency noise characteristics of passenger vehicles are addressed. Vehicle noise variability and dominant paths that cause low frequency booms are investigated. To diagnose the cause of variability, a systematic approach is proposed, where all steps are explained briefly. It is deduced that predominant paths, which are found to be the main contributors of diagnosed booms, are also the root causes of variability observed. Current practice of experimental transfer path analysis is discussed in the context of trade-offs between accuracy and time cost. An overview of methods, which propose solutions for structure borne noise, is given, where assumptions, drawbacks and advantages of methods are stated theoretically. Applicability of methods is also investigated, where the engine induced structure borne noise of the sedan studied is taken as a reference problem. Sources of measurement errors, processing operations that affect results and physical obstacles faced in the application are analyzed. Effects of damping, reasons and methods to analyze them are discussed in detail. In this regard, a new procedure, which increases the accuracy of results, is also proposed. Coupled vibro-acoustic response of the sedan is analyzed, and the effect of folding rear seat aperture is studied. An analytical solution is proposed to calculate acoustic eigenfrequencies. Then, uncoupled acoustic eigenfrequencies of the actual cavity, where trunk and cabin cavities are connected through the aperture are computed. It is shown that planar acoustic eigenfrequencies of the sedan can approximately be calculated using the analytical solution proposed. To further clarify the impact of folding rear seat aperture, coupled vibroacoustic response of the sedan is analyzed through different case studies. It is observed that booms are highly correlated with the calculated uncoupled planar acoustic eigenfrequencies. It is concluded that proposed analytical solution can be effectively used in calculation of acoustic eigenfrequencies and identification of booms, rather performing a detailed computational work. Experimental modal analysis studies are carried out to update the computational model. The updated model is then used in modification prediction studies. Finally, it is shown that the procedures proposed works well with real problems.
Benzer Tezler
- Eksenel bir fanın sayısal gürültü modelinin oluşturulması ve fan kapağı boşluk geometrisinin ses yayılımına etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Numerical noise modelling of axial fan and experimental investigation of effect of fan cover gap geometry on sound radiation
İSMAİL KONUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VAHİT MERMERTAŞ
- Bir doğru akım motorunun mekanik ve akustik titreşim özelliklerinin tayini ve iyileştirilmesi
Determination and improvement of mechanical and acoustical properties of a DC motor
ONUR SİVRİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. OSMAN KOPMAZ
- Francis türbini yayıcısındaki girdap oluşumunun etkisini azaltma yöntemlerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleriyle incelenmesi
Investigation of methods to mitigate the effect of vortex formation in the francis turbine draft tube with computational fluid dynamics analysis
KAĞAN ÇAĞLAYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN AYDER
- Düşük mach sayısında kavite içi akışın aeroakustik incelenmesi
Aeroacoustics investigation of low mach number cavity flow
FURKAN COŞGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI
- Kanat profilleri izler kenarına çentik uygulamasının akış gürültüsüne olan etkisinin hesaplamalı olarak incelenmesi
Investigation of airfoil self noise with trailing edge serrations using computational methods
ÇAĞRI AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. UĞUR ORAL ÜNAL