بررسی افت انتقال صوت بر روی پوسته‌ی دوانحنایی نامحدود با لایه‌ی تقویت‌کننده‌ی لانه‌زنبوری آگزتیک سه‌بعدی در حضور جریان خارجی

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی ، صفحه 1-9 (9)

کد مقاله : 1088-ISAV2022 (R1)

نویسندگان

مجتبی صیاد قنبری‌نژاد ¹ ، مهرداد متوسل الحق ² ، فاطمه آل‌حکمت ³ ، روح‌الله طالبی توتی ²

¹دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.

²دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

³دانشکده مهندسی مکانیک-دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.

چکیده

هدف اصلی در این پژوهش، تحلیل افت انتقال صوت در پوسته‌ی دوانحنایی با یک تقویت‌کننده‌ی فرامواد سه‌بعدی و شرط مرزی جریان خارجی است. در ابتدا با استفاده از تئوری الاسیتیسیته سه‌بعدی و به کمک روش بردار حالت و استخراج ماتریس‌های انتقال محلی و عمومی، روابط افت انتقال صوت بر روی پوسته‌ی دوانحنایی با لایه‌ی تقویت‌کننده محاسبه گردیده است. در ادامه جهت صحت‌سنجی بر روی نتایج به مقایسه‌ی افت انتقال صوت پوسته‌ی دوانحنایی نامحدود همراه تقویت‌کننده با یک ورق نامحدود با جرم و ماده‌ی یکسان پرداخته شده است. همچنین نتایج برای نسبت بی‌نهایت شعاع انحناء به ضخامت برای تقویت‌کننده‌ی فراماده و آلومینیوم با جرم برابر مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهند که با بهره‌گیری از این نوع تقویت‌کننده نسبت به استفاده از ماده‌ای با جرم یکسان، افت انتقال صوت به میزان محسوسی افزایش می‌یابد. علاوه بر آن، نتایج افت انتقال صوت برای مقادیر مختلف ضخامت، عدد ماخ و زاویه‌ی موج برخوردی حاصل شده است که افزایش عدد ماخ جریان خارجی باعث افزایش فرکانس انطباقی و افزایش افت انتقال صوت می‌شود.

کلیدواژه ها

آکوستیک؛ فرامواد سه‌بعدی؛ افت انتقال صوت؛ جریان خارجی

موضوعات

Physical Acoustics

Title

Investigating sound transmission loss of a double curved shell with a three-dimensional auxetic honeycomb reinforcement layer and in the presence of external flow

Authors

mojtaba sayad ghanbari nezhad, mehrdad motavasselolhagh, Fatemeh alehekmat, Roohollah Talebitooti

Abstract

The main purpose of this research is to analyze the sound transmission loss in a double curved shell with a three-dimensional metamaterial stiffener and external flow boundary condition. At first, using the theory of three-dimensional elasticity and with the help of the state vector method and extracting local and general transmission matrices, the sound transmission loss relations on the double curved shell with the reinforcing layer have been calculated. In the following, in order to verify the results, the sound transmission loss of an infinite double curved shell with the stiffener has been compared with an infinite sheet with the same mass and material. In addition, the results for the infinite ratio of the radius of curvature to the thickness for the metamaterial reinforcement and aluminum with equal mass have been compared. The results show that by using this type of stiffener, compared to using a material with the same mass, the sound transmission loss increases significantly. In addition, the results of sound transmission loss have been obtained for different values of thickness, the much number, and angle of the incident wave, that increasing the Mach number of the external flow causes an increase in the coincident frequency and an increase in the sound transmission loss.

Keywords

Acoustics, 3D Metamaterials, Sound transmission loss, external flow

مراجع

<div class="page" title="Page 9"> <div class="layoutArea"> <div class="column" dir="ltr"> [1] P. Smith Jr, "Sound transmission through thin cylindrical shells", The Journal of the Acoustical Society of America .)1957( 721-729 ,29 [2] M. Junger, P. Smith, "The Transmission of sound by spherical shells", Journal of Acustica 5, 47-48 (1955). [3] U. Ingard, "Influence of fluid motion past a plane boundary on sound reflection, absorption, and transmission", The Journal of the Acoustical Society of America 31, 1035-1036 (1959). [4] R. Talebitooti, M. Zarastvand, "The effect of nature of porous material on diffuse field acoustic transmission of the sandwich aerospace composite doubly curved shell", Aerospace Science and Technology 78, 157-170 (2018). [5] M. Ghassabi, M. Zarastvand, R. Talebitooti, "Investigation of state vector computational solution on modeling of wave propagation through functionally graded nanocomposite doubly curved thick structures", Engineering with Computers 36, 1417-1433 (2020). [6] H. Darvishgohari, M. Zarastvand, R. Talebitooti, R. Shahbazi, "Hybrid control technique for vibroacoustic performance analysis of a smart doubly curved sandwich structure considering sensor and actuator layers", Journal of Sandwich Structures & Materials 23, 1453-1480 (2021). [7] Z. Zhang, H. Hu, S. Liu, B. Xu, "Study of an auxetic structure made of tubes and corrugated sheets", physica status solidi (b) 250, 1996-2001 (2013). [8] D. Griese, J.D. Summers, L. Thompson, "The effect of honeycomb core geometry on the sound transmission performance of sandwich panels", Journal of Vibration and Acoustics 137, (2015). [9] L. Yang, O. Harrysson, H. West, D. Cormier, "Mechanical properties of 3D re-entrant honeycomb auxetic structures realized via additive manufacturing", International Journal of Solids and Structures 69, 475-490 (2015). [10] M.S. Mazloomi, M. Ranjbar, L. Boldrin, F. Scarpa, S. Patsias, N. Ozada, "Vibroacoustics of 2D gradient auxetic hexagonal honeycomb sandwich panels", Composite Structures 187, 593-603 (2018). [11] P.H. Cong, P.T. Long, N. Van Nhat, N.D. Duc, "Geometrically nonlinear dynamic response of eccentrically stiffened circular cylindrical shells with negative poisson's ratio in auxetic honeycombs core layer", International Journal of Mechanical Sciences 152, 443-453 (2019). [12] M. Ghassabi, R. Talebitooti, M. Zarastvand, "State vector computational technique for three-dimensional acoustic sound propagation through doubly curved thick structure", Computer methods in applied mechanics and engineering .)2019( 324-344 ,352 [13] M.H. Zamani, M. Heidari-Rarani, K. Torabi, "A novel graded auxetic honeycomb core model for sandwich structures with increasing natural frequencies", Journal of Sandwich Structures & Materials 24, 1313-1339 (2022). [14] F. Xin, T. Lu, "Analytical modeling of sound transmission across finite aeroelastic panels in convected fluids", The Journal of the Acoustical Society of America 128, 1097-1107 (2010). </div> </div> </div>