Nonlinear Analysis of Acoustic Dual Helmholtz Resonators

Nonlinear Analysis of Acoustic Dual Helmholtz Resonators. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
Nonlinear_Analysis_of_Acoustic_Dual_Helmholtz_Resonators.pdf
Restricted to Repository staff only until 28 February 2020.

Download (6MB)

Arabic Abstract

حجيرات التوسع تستخدم غالبا للحد من الضوضاء الصوتية في الأنظمة المختلفة كأنظمة التكييف المركزي. تركز هذه الدراسة على فعالية حجيرات التوسع المزدوجة في الحد من الضوضاء في داخل مسارات الهواء. طرق تحسين أداء رنانات هلمهولتز تمت من خلال تطبيق التحليل اللاخطي للتكوينات المختلفة لرنانات هيلمهولتز لتفسير متوسط الضغط الزائد داخل الرنان ، والذي ينتج من أصل هيدروديناميكي ، عند خروج دوامات المائع من فوهة الرنان. بينت نتائئج هذه الرسالة أن الرنانات المزدوجة تعتبر حلاً ضروريًا للتخفيف من الضوضاء عند وجود ترددين مختلفين، والتي تحدث غالبا عند استخدام أجهزة التكييف ذات التردد المتغير. تمت دراسة تأثير أبعاد الهيلمهولتز ريزونيترعلى ترددها الرنيني وقدرتها على تخفيف الضوضاء والتي بينت أنه عند زيادة نسبة المساحة للعنق الأول بالنسبة إلى الثاني فإن ذلك يقود إلى زيادة في النسبة بين الترددين الأول والثاني أيضا. كما و أظهر السلوك غير الخطي لرنان الهيلمهولتز أن التردد الرنيني يتناقص مع زيادة مستويات الصوت المنخفضة بينما يتحول هذا السلوك عند مستويات الصوت المرتفعة ليصبح زيادة بالتردد الرنيني مع الزيادة بمستوى الصوت. وتمت دراسة نظام فريد لنقل الطاقة المستهدفة باستخدام الكوندت تيوب و صندوق الاقتران إلى رنان هيلمهولتز المزدوج عبر تطبيق السلوك غير الخطي.

English Abstract

Helmholtz resonators are often used to reduce noise in different applications such as HVAC systems. This study focuses on the effectiveness of dual HHRs in reducing noise. Methods for enhancing their performance are realized by applying nonlinear analysis for different configurations of HHRs to accommodate the excess average pressure inside the resonator, which results from a hydrodynamic origin, due to vortex shedding at the outflow from neck opening. Dual HHRs provide a necessary solution for attenuating the noise at two distinct frequencies, which is needed when using ducted rotating machineries with varying loads. Attention is also given to the effect of the geometry of the HHR on its resonant frequency and its noise attenuation capability, which shows that when the area ratio of the two necks is increased, the ratio of resonant frequencies increased. Nonlinear HHRs show a softening behavior at low sound pressure levels and hardening behavior at high sound pressure levels. The possibility of energy transfer from one acoustical mode to the dual nonlinear HHR through a Kundt tube and a coupling box has been investigated.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Mechanical
Divisions: College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Committee Advisor: Hawwa, Muhammad
Committee Members: Khulief, Yehia and Al-Badour, Fadi
Depositing User: MAHER OMAR AL TURK (g201602460)
Date Deposited: 10 Mar 2019 11:17
Last Modified: 01 Nov 2019 20:44
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140905