Setembro 2025 vol. 12 num. 1 - XXXII Simpósio Internacional de Engenharia

Trabalhos selecionados para publicação apenas - Open Access.

Idioma principal | Segundo idioma

Estudo de metamateriais acústicos para aplicação automotiva

Study of acoustic metamaterials for automotive applications

ALMEIDA, Vitor Ferreira de ; BUENO, Estela Mari Ricetti ;

Trabalhos selecionados para publicação apenas:

Nas últimas décadas, o conforto acústico vem se mostrando como um fator decisivo dos consumidores ao adquirir um novo produto. Para atender a essas novas demandas, novas tecnologias estão sendo desenvolvidas para controlar a propagação de ondas e, consequentemente, melhorar a performance acústica na indústria. Metamateriais acústicos ou cristais fonônicos é uma tecnologia emergente que vem sendo amplamente explorada para controle de propagação de ondas consistindo em introduzir uma característica periódica no sistema. Essa estrutura de células periódicas criam uma zona de frequências na qual a onda é impedida de propagar devido ao fenômeno de espalhamento Bragg. Com o objetivo de explorar essa nova tecnologia no ramo automotivo, esse trabalho investiga estruturas periodicas em ressonadores via simulação numérica. Ressonadores genéricos foram feitos e simulados via método de elementos de contorno (BEM) calculando amplitude e frequência de atenuação acústica. Os resultados obtidos demonstram que o uso desse tipo de estrutura periódica são efetivos para aumentar a largura das bandas proibidas bem como os níveis de atenuação. Os metamateriais acústicos demostram ser uma tecnologia promissora para aprimorar emissões de ruído em aplicações automotivas.

Trabalhos selecionados para publicação apenas:

In the past decades, acoustic comfort is becoming one of the key factors to the customer in the decision to buy a new product. In the same way, to face this growing demand, new technologies are arising in the field of noise control to improve noise and vibration characteristics. Acoustic metamaterials or phononic crystals are an emerging technique to control noise propagation based in a periodic characteristic of the system. The periodic array of cells creates a bandgap zone where the sound propagation is forbidden within a certain frequency range due to the Bragg scattering phenomena. With the objective to explore this new concept for automotive applications, this work brings a study of periodic array of resonators evaluated by simulation models. Some generic models were created and analyzed by boundary element method (BEM) computing the amplitude of attenuation and the frequency range. The results found that the use of a periodic array of resonators increases the attenuation levels as well as the attenuation frequency width due to the Bragg scattering effect. The acoustic metamaterial technology seems to be promising to enhance sound levels in automotive applications.

Download (PDF)

Palavras-chave: -,

Palavras-chave: -,

DOI: 10.5151/simea2025-PAP29

Referências bibliográficas
  • [1] EUROPEAN ENVIRONMENTAL AGENCY (EEA). Noise. Disponível em: https://www.eea.europa.eu/themes/human/noise/noise-2. Accessed on 01/03/2025
  • [2] CAUSERIU, Bianca; BLAGA, Petruta. Assessment on the acoustic comfort inside the heavy vehicle cabin. 2023
  • [3] ATHAVALE, Swati M; SAJANPAWAR, PR. Analysis and development of inline helmholtz resonator through computer simulation for elimination of low frequency intake noise character. SAE transactions, JSTOR, p. 2515–2520, 1999.
  • [4] BERGEN, Bart; CHAVAN, Jaysing Ashwin; ROSTYNE, Kris Van De. Target setting for vibration transmission through driveline components based on on-vehicle and on-bench evaluation. In: SPRINGER. Automotive Acoustics Conference 2019: 5. Internationale ATZFachtagung Fahrzeugakustik. [S.l.], 2020. p. 109–121.
  • [5] LIAO, Yi et al. Research on low-frequency noise control of automobiles based on acoustic metamaterial. Materials, v. 15, n. 9, p. 3261, 2022
  • [6] ZHAO, Chenhui; PRASAD, Marehalli G. Acoustic black holes in structural design for vibration and noise control. In: Acoustics. MDPI, 2019
  • [7] TAN, J.; BAKAR, NZ Abu. Design improvement of an airbox for a passenger vehicle. In: Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2021. p. 012010.
  • [8] HUSSEIN, Mahmoud I; LEAMY, Michael J; RUZZENE, Massimo. Dynamics of phononic materials and structures: Historical origins, recent progress, and future outlook. Applied Mechanics Reviews, American Society of Mechanical Engineers, v. 66, n. 4, p. 040802, 2014.
  • [9] IOP PUBLISHING. Journal of Physics: Conference Series. [S.l.], 2021. v. 2120, n. 1, p. 012010.
  • [10] CUMMER, Steven A; CHRISTENSEN, Johan; ALÙ, Andrea. Controlling sound with acoustic metamaterials. Nature Reviews Materials, Nature Publishing Group, v. 1, n. 3, p. 1–13, 2016.
  • [11] ALMEIDA, Vitor Ferreira de et al. Enhancing muffler transmission loss using periodicity: Aprimoramento da perda de transmissão sonora de muflas usando periodicidade. 2021.
  • [12] KINSLER, Lawrence E; FREY, Austin R; COPPENS, Alan B; SANDERS, James V. Fundamentals of acoustics. [S.l.]: John wiley & sons, 2000.
  • [13] BARRON, Randall F. Industrial noise control and acoustics. [S.l.]: CRC Press, 2002.x’
  • [14] SØE-KNUDSEN, Alf; SOROKIN, SV. Modelling of linear wave propagation in spatial fluid filled pipe systems consisting of elastic curved and straight elements. Journal of Sound and Vibration, Elsevier, v. 329, n. 24, p. 5116– 5146, 2010.
Como citar:

ALMEIDA, Vitor Ferreira de; BUENO, Estela Mari Ricetti; "Estudo de metamateriais acústicos para aplicação automotiva", p. 132-136 . In: Anais do XXXII Simpósio Internacional de Engenharia. São Paulo: Blucher, 2025.
ISSN 2357-7592, DOI 10.5151/simea2025-PAP29

últimos 30 dias | último ano | desde a publicação


downloads


visualizações


indexações