Equipes de pesquisa do Glenn Research Center da NASA trabalham no desenvolvimento de teorias e softwares para prever o ruído de motores de aeronaves. Esses softwares ajudam engenheiros a projetar e analisar sistemas de propulsão aeronáutica novos e aprimorados. Cópias dos nossos softwares podem ser solicitadas no catálogo de softwares da NASA.
JeNo
O desenvolvimento de códigos para prever o ruído de jatos envolve várias frentes. Como o JeNo prevê o ruído de jatos usando a Analogia Acústica de Lilley e as soluções de escoamento médio de um código de Navier-Stokes com média de Reynolds (RANS), previsões acústicas precisas dependem de previsões aerodinâmicas precisas. Por isso, a modelagem de fontes acústicas e de turbulência, junto com o desenvolvimento de sistemas avançados de medição, são as principais áreas de pesquisa sobre previsão do ruído de jatos no NASA Glenn. Métodos de previsão do ruído de jatos baseados em RANS e na Analogia Acústica de Lilley fornecem resultados relativamente rápidos em comparação com métodos alternativos, como as simulações de grandes vórtices (LES) ou a simulação numérica direta (DNS).
O código de previsão de ruído de jatos JeNo calcula a densidade espectral sonora no campo distante produzida por jatos axissimétricos, para uma posição do observador e uma faixa de frequências especificadas pelo usuário. Atualmente, o JeNo foi validado para jatos axissimétricos subsônicos e supersônicos de baixa velocidade, sem aquecimento. Cópias do código JeNo podem ser solicitadas no catálogo de softwares da NASA.
MGBK
O desenvolvimento do código MGBK antecedeu o JeNo. Pesquisadores do NASA GRC usaram o MGBK para prever tendências no ruído de jatos produzidos por bocais de exaustão complexos de motores de aeronaves. O MGBK foi usado para analisar os benefícios de redução de ruído proporcionados pelos chevrons — serrilhas na borda dos bocais de motores turbofan —, que hoje são comuns em muitos motores de aeronaves comerciais. Cópias dos códigos MGBK podem ser solicitadas no catálogo de softwares da NASA .
V072
Com base em modelos simplificados do escoamento e da geometria do ventilador, o V072 mostrou-se útil para estudar o ruído tonal decorrente da interação entre rotor e estator. Ao projetar um estágio de ventilador de baixo ruído, as previsões dos níveis de ruído tonal do V072 podem ajudar a escolher parâmetros importantes de projeto, como o número de pás e aletas, o espaçamento entre rotor e estator e a varredura e inclinação das aletas do estator. Se você precisa de estimativas rápidas de ruído no início do ciclo de projeto, o V072 pode ser a ferramenta ideal. Cópias do V072 podem ser solicitadas no catálogo de softwares da NASA.
TFaNS
Levando a previsão do ruído de interação entre rotor e estator a outro nível, o TFaNS não apenas calcula os níveis de ruído tonal gerados por essa interação, mas também considera os efeitos de acoplamento acústico entre fileiras de pás, como transmissão e reflexão, e propaga esses tons até o campo distante. Assim como o V072, o TFaNS é executado rapidamente e pode ser usado nas etapas iniciais do projeto para estudar tendências. Cópias do TFaNS podem ser solicitadas no catálogo de softwares da NASA
Linflux
Quando modelos simples demais não são suficientes, uma análise com o Linflux permite estudar escoamentos realistas em 3D e geometrias de pás. Em comparação com o V072 e o TFaNS, o Linflux exige muito mais recursos computacionais, pois modela uma parcela muito maior da física envolvida. O Linflux prevê o ruído tonal de interação entre rotor e estator e, como todos os softwares desenvolvidos pelo Acoustics Branch do NASA Glenn, foi rigorosamente validado com dados experimentais. Cópias do Linflux podem ser solicitadas no catálogo de softwares da NASA.
BFANS
Usando estimativas da intensidade da turbulência e da escala de comprimento característica como dados de entrada, o BFANS pode calcular o ruído de banda larga gerado pela turbulência que incide sobre as bordas de ataque das pás do rotor e das aletas do estator. Cálculos com o BFANS, combinados com dados experimentais de testes realizados em instalações como o túnel de vento de baixa velocidade de 9 x 15 pés do NASA Glenn, podem ajudar a identificar os componentes mais ruidosos de um estágio de ventilador. Cópias do BFANS podem ser solicitadas no catálogo de softwares da NASA .
RSI
O RSI é um código computacional para calcular o espectro de ruído de banda larga produzido pela interação entre a turbulência da esteira do rotor do ventilador e as aletas guia de saída do ventilador. O software calcula os espectros de potência acústica a montante e a jusante do estator, modo a modo, em cada frequência de interesse, com base em informações sobre as características da turbulência incidente. As frequências-alvo são arbitrárias e não precisam ser harmônicos da frequência de passagem das pás do ventilador. Cópias do RSI podem ser solicitadas no catálogo de softwares da NASA.
WOBBLE
O ruído de hélices pode ser fortemente afetado por qualquer escoamento de entrada que provoque variações na carga das pás. O código WOBBLE calcula o ruído tonal associado a hélices com ângulo de entrada variável e prevê a diretividade axial e circunferencial. O ângulo de entrada é especificado em termos dos ângulos de guinada, arfagem e rolagem da aeronave. O modelo acústico é exato e considera todas as fontes não estacionárias, como os efeitos de espessura e de carga das pás. Cópias do WOBBLE podem ser solicitadas no catálogo de softwares da NASA .
MPT
O código MPT permite estimar o ruído de múltiplos tons puros (também conhecido como ruído de “serra circular”), produzido por ondas de choque travadas ao rotor que surgem quando a velocidade das pontas das pás do ventilador é supersônica. Os códigos MPT também usam como entrada previsões de escoamento de um código de dinâmica dos fluidos computacional (CFD). Engenheiros podem usar essa ferramenta para estudar os efeitos reais das diferenças entre pás, causadas durante a fabricação (variações de fabricação) ou durante a operação a quente (variações no ângulo de ajuste e na destorção das pás). Cópias do código MPT podem ser solicitadas no catálogo de softwares da NASA.
ADPAC
Desenvolvido pela Allison Engine Company sob contratos com o Glenn Research Center, o ADPAC resolve escoamentos internos e externos fortemente acoplados em motores turbofan de duto curto de conceitos futuros. O ADPAC é uma das nossas ferramentas flexíveis de CFD validadas. Entre as características dos problemas que podem ser modelados com o ADPAC estão: 2D/axissimétricos/3D/mistos, estacionários/não estacionários, não viscosos/viscosos, componentes rotativos/não rotativos/mistos, com sangrias, vazamentos e injeção. O ADPAC foi desenvolvido especificamente para a análise aerodinâmica de sistemas de propulsão. Cópias do código ADPAC podem ser solicitadas no catálogo de softwares da NASA.
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