Rezonatör Tip Susturucuların Akış Ve Akustik Etkinliğinin Geliştirilmesi

Abstract

Bu tezin konusu, çeşitli kaynaklardan ortaya çıkan gürültünün azaltılmasını kapsamaktadır. Günlük hayatta karşılaşılan bir çok kaynaktan ortama yayılan ve çevresel gürültüye sebep olan bu istenmeyen seslerin ortadan kaldırılması veya düzeylerinin düşürülmesi için, çeşitli çözüm önerileri getirilmiştir. Bu önerilerden en çok kabul göreni, kaynakta üretilen gürültüye uygun şekilde tasarlanmış bir susturucu kullanmaktır. Bu tasarım oldukça uzun ve zorlu bir süreç olduğu için, bu tezde susturucu tasarımının ilk adımını kolay ve hızlı bir şekilde gerçekleştirecek bir araç (bir bilgisayar programı) üretmek amaçlanmıştır. Tez, beş bölümden oluşmaktadır. Bu bölümler ‘Giriş’, ‘Teorik Esaslar’, ‘Sayısal Çalışmalar’, ‘Parametrik Çalışmalar’ ve ‘Sonuçlar ve Öneriler’ şeklinde başlıklara ayrılmıştır. ‘Giriş’ bölümünde susturucuların çalışma prensibine dair bilgiler verilmiş, susturucuların sınıflandırılma prensibi anlatılmış, susturucu tasarımında dikkat edilmesi gereken hususlara yer verilmiş, tezin konusu hakkında önceden yapılan ve literatürde kabul gören çalışmalar özetlenmiş, tezin amacı detaylı bir şekilde ortaya konmuş ve incelenen modeller tanıtılmıştır. ‘Teorik Esaslar’ bölümünde Harmonik Düzlem Dalga Modeli ortaya konmuş, gerekli kabuller açıklanarak Tek Boyutlu Dalga Denklemi elde edilmiş, Transfer Matrisi Metodu açıklanmış, Basınç Kaybı ifadesi tartışılmış, bunun Transfer Matrisi Metodu’na nasıl uyarlanacağı açıklanmış, son olarak da tez kapsamında yazılan bilgisayar programında kullanılan bütün susturucu elemanlarının literatürde bulunan akustik ve basınç kaybı transfer matrisleri verilmiştir. ‘Sayısal Çalışmalar’ bölümünde, bu tez kapsamında yazılan bilgisayar programının iletim kaybı ve basınç kaybı grafiklerinin elde ederken kullandığı algoritma tanıtılmış; tez kapsamında yazılan programın kullanımına dair önemli noktalardan, oluşturulmasında kullanılan dilden ve teknik özelliklerinden bahsedilmiştir. ‘Parametrik Çalışmalar’ bölümünde, tez kapsamında yazılan programdan alınan sonuçlarla, diğer programların sonuçları ve literatürde daha önce elde edilip kabul görmüş çalışmaların sonuçları karşılaştırılmış; bir tasarım hedefi belirlenmiş ve bu tasarım hedefine ulaşmak için tez kapsamında geliştirilen bu program kullanılarak uygun bir susturucu tasarımı yapılmıştır. Bu tasarımın sonuçları da yapılan ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. ‘Sonuçlar ve Öneriler’ bölümündeyse, bu çalışmanın verdiği sonuçlar tartışılmış, karşılaştırmalarda ortaya çıkan farklılıkların sebepleri üzerine yorum yapılmış, tez kapsamında ortaya çıkarılan bu programın olası kullanım alanlarına değinilmiş, bu çalışmanın ve üretilen programın geliştirilebilmesi için neler yapılabileceğine dair önerilerde bulunulmuştur.

The focus of this thesis contains the reduction of noise from various sources. Several solutions have been developed in order to minimze or eliminate the undesired sound that causes enviromental noise. The most adopted solution is to utilize a muffler that has been designed accordingly to the source noise characteristics. The design process of creating a new muffler is difficult and time consuming; therefore the aim of this study is to build a tool (a computer program) to achieve the first step of the designing process in less time and more ease. This thesis contains five chapters. These are ‘Introduction’, ‘Theoretical Basics’, ‘Numerical Studies’, ‘Parametric Studies’, ‘Results and Future Work’. In ‘Introduction’ chapter, general information about the working principles of mufflers and the idea behind the classification of the mufflers are described; the important points on designing a muffler are listed; the literature survey about the subject of the thesis is summarized, the aim of the thesis is explained in detail and the investigated muffler elements are introduced and classified. In ‘Theoretical Basics’ chapter, Planar Wave Assumption is exhibited; explaining necessary assumptions, One Dimentional Wave Equation is obtained; Transfer Matrix Method and its application on flow and acoustic performance calculation are illustrated. Finally, all muffler elements’ acoustic and pressure loss transfer matrices that are used throughout this thesis are given. In ‘Numerical Studies’ Chapter, the algorithms used for obtaining transmission loss and pressure loss performance graphs are introduced; key points about the execution of the program, the properties of the the language that is used for building it and the technical specifications of the program are mentioned. In ‘Parametric Studies’ chapter, the results, which are obtained from the computer program built within the scope of this thesis, are compared with the commercial ones and they are also compared with the prior studies that are accepted in the literature; a design target is adopted and using the program, a proper muffler is designed. The performance results of this study have also been compared with the measuremets from the the prototype. In ‘Results and Future Work’ chapter, the results obtained from the whole study are discussed; the differences occurred in comparing with other methods and studies are commented on; the possible usage of the computer program built is mentioned and the suggestions for developing the existing program are made.