Evaluación de la técnica de control de flujo tipo chorro sintético para la modulación de niveles de ruido en flujos de inyección turbulenta

Abstract

En esta tesis se estudia el uso la técnica de control activo tipo chorro sintético en un chorro circular turbulento con Reynolds de 11e10^3 y Mach 0.1 usando simulaciones numéricas. Para determinar el efecto de aplicar la técnica de control se calcularon diferentes estadísticas turbulentas y la respuesta acústica del flujo en el campo lejano. Se utilizó la estrategia de simulación de efectos turbulentos UDNS (Under-resolved Direct Numerical Simulation) y posteriormente usando la analogía acústica de FWH (Ffowcs-Williams and Hawkings) se determinó la respuesta acústica en el campo lejano. Se realizaron simulaciones utilizando diferentes valores de operación del chorro sintético y se compararon con el caso canónico del chorro turbulento. Desde el punto de vista de la modulación de la turbulencia, se observó que dependiendo de los parámetros de operación del chorro sintético se puede incentivar la aparición de inestabilidades cerca de la boquilla, que aceleran el proceso de producción y disipación de la energía cinética turbulenta, u obtener una respuesta similar al caso canónico. Sin embargo, desde el punto de vista de la respuesta acústica en el campo lejano, se observó la aparición de un tono puro en los espectros de ruido con una frecuencia de 0.5 la frecuencia de oscilación del chorro sintético, el cual varia su amplitud para diferentes ángulos de medición. (Texto tomado de la fuente)

In this thesis we study the use of the synthetic jet active control technique in a turbulent round jet with Reynolds of 11e10^3 and Mach 0.1 using numerical simulations. To determine the effect of applying the control technique different turbulent statistics and the acoustic response of the far-field were calculated. The UDNS (Under-resolved Direct Numerical Simulation)turbulent effects simulation strategy was used and then using the FWH (Ffowcs-Williams and Hawkings) acoustic analogy, the far-field acoustic response was determined. Simulations were performed using different operating values of the synthetic jet and compared with the canonical case of the turbulent jet. From the point of view of turbulence modulation, it was observed that depending on the operating parameters of the synthetic jet, instabilities near the nozzle, which accelerate the process of production and dissipation of turbulent kinetic energy, can be encouraged or a similar response to the canonical case can be obtained. However, from the point of view of the acoustic response in the far field, a pure tone was observed in the noise spectra with a frequency of 0.5 the oscillation frequency of the synthetic jet, which varies in amplitude for different measurement angles.