Розроблення та дослідження моделі пористого абсорбційного глушника у середовищі COMSOL Multiphysics®
Автор: Семчишин Софія Олегівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні технології проектування
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Семчишин С. О., канд. фіз.-мат. наук Климкович Т. А. (керівник). Розроблення та дослідження моделі пористого абсорбційного глушника у середовищі COMSOL Multiphysics. Магістерська кваліфікаційна робота - Національний Університет «Львівська Політехніка», Львів, 2023р. В даній роботі буде представлено розробку та дослідження моделі абсорбційного глушника в середовищі COMSOL Multiphysics.. Сучасний світ стикається з терміновим завданням зменшення шумового забруднення та оптимізації викидів, особливо у контексті автомобільної промисловості. Серед різних методів вирішення цих проблем, дослідження поглинаючих глушників видається перспективним та ключовим напрямком. Це дослідження базується на моделі поглинаючого глушника. Зокрема, зазначимо, реактивні глушники можна в основному використовувати для діапазонів низьких частот, тоді як абсорбційні глушники слід використовувати для діапазонів середніх і високих частот, тобто понад 500 Гц, з невеликим зворотним тиском [1]. Отже, дослідження поглинаючих глушників є важливою темою, яка об’єднує екологічні, технічні та інноваційні аспекти. Це дослідження може суттєво вплинути на розвиток автомобільної галузі та покращити загальну якість життя в містах. Застосування поглинаючих глушників в автомобільній промисловості досліджували Ясуда та ін. [2]. В процесі реалізації даної практики за темою магістерської кваліфікаційної роботи в розробці та дослідженні моделі абсорбційного глушника були визначені такі основні задачі дослідження: • Визначення основних теоретичних основ глушників а також фізичних параметрів пористих абсорбуючих матеріалів. • Аналіз акустичної абсорбції при різних властивостях пористих матеріалів. • Порівняння результатів аналізу при використанні поглинаючого наповнювача в глушнику та без. • Врахування технічних та екологічних обмежень у процесі оптимізації. Метою виконаної роботи є дослідження фізичних принципів, технічних аспектів та інженерного дизайну поглинаючих глушників з метою визначення їхнього впливу на зменшення шуму та оптимізації екологічних параметрів. Об’єктом даної праці є проведення дослідження поглинаючого глушника із шаром пористого наповнювача та без нього, порівняння отриманих результатів та випробувань в середовищі COMSOL Multiphysics. Предметом даного дослідження є модель поглинаючого глушника із шаром пористого наповнювача, для автомобільного використання в середовищі COMSOL Multiphysics. Наукова новизна отриманих результатів дослідження. В САПР COMSOL сформовано нову математичну модель глушника, яка містить наповнювач з пористого матеріалу. Ця модель дала змогу врахувати нові конструктивні матеріали, та дозволила дослідити, як зміна параметрів моделі глушника впливає на розподіл звукового тиску, поширення акустичних хвиль та рівень абсолютного тиску, а також екологічний фактор використання поглинаючих матеріалів для зменшення викидів шуму та оптимізації поглинаючих глушників Практичне значення отриманих результатів. В першому розділі представлено характеристику видів та типів глушників, описано будову глушника та його конструкції, характеристику робочого процесу. Також, розглянуто вивчення акустичних властивостей матеріалів, які використовуються для наповнювачів глушника. В другому розділі було розроблено геометричну модель та представлено математичну модель, та наведено ряд граничних умов. В третьому розділі представлено дослідження процесу поглинання шуму в моделі глушника із наповнювачем та без в середовищі. Порівняння результатів, екологічний підхід до покращення використання та застосування. Перелік використаних літературних джерел: Jebasinski, R. (2000). Absorption mufflers in exhaust systems, J. Eberspaecher GmbH and Co. Yasuda, T., Wu, C., Nakagawa, N., Nagamura, K. (2010). Predictions and experimental studies of the tail pipe noise of an automotive muffler using a one dimensional CFD model, Applied Acoustics, 71, 701–707. Ключові слова: поглинаючий глушник, COMSOL Multiphysics, акустична абсорбція, дослідження шуму, довкілля та шумове забруднення