Analisi CFD delle proprietà acustiche di mezzi porosi : caratterizzazione e applicazione in sistemi di filtraggio aria per M.C.I

Nowdays noise abatement of internal combustion engines are issues of extreme concern, involving the use of special acoustic absorbers. The present work is inserted in this context and aims to study the acou- stic properties of foams and highly porous material with possible application to the intake and exhaust system of internal combustion engines. In particu- lar, by means of the use of OpenFOAM software, we have calculated the two main parameters for evaluating a porous acoustic material: the absorption coefficient and the Transmission Loss. This valuation has been possible through the creation of mesh that recreates the real measuring instrument, the impedance tube and new boundary condition that recreates the white noise source. Finally, by means of an integrated simulation 1D-3D that combines Gasdyn, software developed by the internal Combustion Engine Group in Politecnico of MIlan, with OpenFOAM, we have studied the possibility of using a distributed filter of sponge in air intake system of Airbox of the Aprilia V4 engine. This filter, like paper filter used in real configuration, has the porpose to act as a silencer in suction system in addition to remove impurities from air in input.

La riduzione dell’emissione sonora dei motori a combustione interna è oggi e una tematica di estrema importanza che coinvolge l’utilizzo di particolari materiali fonoassorbenti. Il presente lavoro di tesi si inserisce in questo contesto e si propone di studiare le proprietà acustiche di schiume e materiali porosi con possibile e applicazione ai sistemi di aspirazione e scarico dei motori a combustione interna. In particolare tramite l’utilizzo del software OpenFOAM, si sono potuti calcolare i due principali parametri che permettono di caratterizzare un materiale poroso: il coefficiente di assorbimento e la Transmission Loss. Tale valutazione è stata possibile tramite la creazione di una mesh che riecreasse il reale strumento di misura, il tubo a impedenza, e di una nuova condizione al contorno che ricreasse la sorgente di rumore bianco. Infine, tramite una simulazione integrata 1D-3D che permette di combina- re il software Gasdyn, sviluppato dal gruppo di motori a combustione interna del Politecnico di Milano, con quello OpenFOAM si è studiata la possibilità di utilizzare un filtro distribuito in spugna alle prese dell’aria dell’Airbox di un motore Aprilia V4. Tale filtro, come quello in carta presente nella configurazione reale, oltre a filtrare l’aria in ingresso da eventuali impurità, ha lo scopo di fungere da silenziatore in aspirazione.