Desenvolvimento e otimização de silenciador automotivo orientado a protótipos Formula Student

Alexandre Piccini; Paulo Henrique Mareze; Mario Martins; William D'Andrea Fonseca

doi:10.55753/aev.v35e52.18

Autores

Alexandre Piccini Universidade Federal de Santa Maria - UFSM https://orcid.org/0000-0001-9058-2793
Paulo Henrique Mareze Universidade Federal de Santa Maria - UFSM https://orcid.org/0000-0002-5572-1935
Mario Martins Universidade Federal de Santa Maria - UFSM https://orcid.org/0000-0002-4001-8243
William D'Andrea Fonseca Universidade Federal de Santa Maria - UFSM https://orcid.org/0000-0003-3439-5963

DOI:

https://doi.org/10.55753/aev.v35e52.18

Palavras-chave:

silenciador, otimização, algoritmo genético, formula sae, veicular

Resumo

Competições Formula Student/FSAE estipulam limites de ruído para os protótipos veiculares Formula SAE de combustão interna, de forma a não agredir a saúde auditiva de participantes. A regulamentação vigente nestas competições estipula limites de nível de pressão sonora de até 103,0 dB(C) em marcha lenta e 110,0 dB(C) em todas as outras faixas de operação do motor, sob determinadas condições de medição. Muitas equipes demonstram dificuldades em atender esses critérios de forma eficaz, visto que estudos de caso de sucesso são raramente documentados. Este trabalho propõe métodos para este fim, discutindo detalhadamente a concepção e a otimização de silenciadores para os casos citados. Formas de caracterização e modelagem do problema são abordadas com base na potência sonora da fonte e na predição de níveis de pressão sonora. Protótipos e o processo de tomada de decisão são propostos e discutidos detalhadamente. Posteriormente, a aplicação de algoritmos genéticos à otimização de silenciadores em baixas frequências aliada ao método de matrizes de transferência é abordada. Além disso, a análise pelo método de elementos finitos é realizada com o propósito de estender o intervalo de frequências estudadas e também verificar os efeitos da aplicação de materiais porosos. Mil gerações, com 50 indivíduos cada, são estimadas, direcionando o projeto em estudo para reduzir o nível de pressão sonora global previsto em 3,3 dB(C), em média. O trabalho resulta em um projeto que atinge seguramente os limites estabelecidos por regulamento. A validação do protótipo construído nas duas condições de avaliação constatou níveis de pressão sonora de 89,9 dB(C) e 108,5 dB(C), respectiva- mente.

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