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Please use this identifier to cite or link to this thesis: http://hdl.handle.net/10589/98721

Author: PANZONE, LUCA
Supervisor: CORRADI, ROBERTO
Scientific Disciplinary Sector: ING-IND/13 MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE
Date: 18-Dec-2014
Academic year: 2013/2014
Title: Numerical modelling of the acoustic power radiated by powertrains
Italian abstract: La riduzione delle emissioni acustiche dei veicoli è oggigiorno un tema chiave per le aziende automobilistiche. A causa delle normative via via più severe, Renault sta lavorando intensamente per migliorare le prestazioni dei suoi prodotti in termini di emissioni sonore. Nella presente tesi, un’attenzione particolare è rivolta ai problemi legati alle performance acustiche dei gruppi motopropulsori della gamma Renault. Tali questioni saranno affrontate principalmente attraverso l’uso di metodi numerici. Quando si tratta la propagazione di onde acustiche, è possibile dividere i metodi risolutivi in due categorie: i metodi agli elementi di contorno, la cui formulazione matematica si basa su un’equazione integrale nota come equazione di Kirchhoff-Helmholtz, ed il metodo degli elementi finiti (FEM), il quale invece pone il problema come ricerca di una soluzione approssimata su un volume discretizzato utilizzando appunto i cosiddetti elementi finiti. Il concetto di "elemento infinito" è uno strumento particolarmente efficace per estendere il campo di utilizzo del metodo degli elementi finiti. Tale approccio è utilizzato nel presente lavoro per simulare l’emissione acustica di scudi termici (heat shields) ed i risultati sono messi a confronto con le curve sperimentali. Tuttavia, entrambi i metodi numerici citati possono richiedere lunghi tempi di calcolo. Diventa quindi interessante collegare il campo di pressione che si forma intorno ad un oggetto vibrante alle velocità di vibrazione sulla superficie del corpo stesso. La cosiddetta Potenza Irradiata Equivalente (Equivalent Radiated Power) fornisce risultati interessanti a condizione che la struttura vibrante presenti un valore di frequenza critica adeguato.
English abstract: The reduction of the exterior noise radiated by vehicles is nowadays a major concern of car-maker companies. Due to the more and more pressing regulations, Renault is making remarkable efforts trying to enhance the acoustic performances of its products. In the present work, particular emphasis is placed on problems related to the noise radiated by Renault powertrains, and involving mainly numerical simulation. When dealing with acoustic wave propagation we may divide the solution methods into two categories: boundary elements formulations, which pose the problem as the solution of the Kirchhoff- Helmholtz integral equation, and domain-based methods which approximate their solution by means of volume discretization. A more radical approach to domain-based computation is represented by the “infinite element” concept. The finite/infinite element approach is used here for simulating the acoustic behavior of a powertrain heat shield, and the results are compared to experimental values. However, both formulations may require significant computational time. It is therefore more convenient to match the acoustic behavior to the normal surface vibrational velocities in the structure: the so-called Equivalent Radiated Power (ERP) furnish encouraging results provided that the vibrating structure present an appropriate critical frequency.
Italian keywords: acustica dei veicoli; gruppo motopropulsore; FEM; BEM; elementi infiniti; potenza irradiata equivalente
English keywords: vehicle noise; powertrain; FEM; BEM; infinite elements; Equivalent Radiated Power (ERP)
Language: eng
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