Düşük frekanslı hava giriş sistemlerinde kullanılan bir helmholtz rezonatörünün gürültü azaltma performansının artırılması için tasarım optimizasyonu
Design optimization to improve noise reduction performance of a helmholtz resonator used in air intake systems at low frequencies
Yazar: MUSTAFA CİHAT ÖZDEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜMİT ÖNEN
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Akustik = Acoustic ; Gürültü = Noise ; Gürültü azaltma = Noise reduction ; Gürültü denetimi = Noise control ; Helmholtz = Helmholtz ; Helmholtz rezonatörleri = Helmholtz resonators ; Rezonatör = Resonator

Özet:
Günümüzde özellikle otomotiv sektöründe, içten yanmalı motorlardan kaynaklanan gürültüler, çevre ve sürücü konforu açısından ciddi olumsuzluklara sebep olmaktadır. Bu rahatsız edici gürültülerin azaltılabilmesi için farklı tipte birçok akustik eleman geliştirilmiştir. Akustik elemanların kullanıldığı gürültü azaltma uygulamaları sonucunda istenilmeyen gürültülerin önemli oranda azaldığı ve akustik iyileşmelerin sağlandığı görülmüştür. Bu akustik elemanlar sadece otomotiv sektöründe değil aynı zamanda uzay-havacılık, makine, havalandırma ve yapı endüstrilerinde de yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu kapsamda geniş bir kullanım alanına sahip olan akustik elemanlardan birisi de Helmholtz rezonatörüdür. Helmholtz rezonatörü, uygun şekilde tasarlanması halinde belirli frekanstaki gürültülerin sönümlenmesinde oldukça etkilidir. Ancak Helmholtz rezonatörleri gürültünün azaltılacağı çalışma frekansına uygun olarak tasarlanmak zorundadır. Bu sebeple belirli bir çalışma frekansı için optimum rezonatör parametrelerin belirlenmesi son yıllarda araştırmacıların ve mühendislerin yoğun şekilde ilgisini çekmektedir. Bu tez çalışmasında öncelikle Helmholtz rezonatörleri ve optimizasyon yöntemleriyle ilgili teorik bilgiler verilmiştir. Daha sonra ön tasarımı yapılmış düşük frekans bandında çalışan bir Helmholtz rezonatörünün yapısal parametreleri, en yüksek akustik performansı sağlayacak şekilde optimize edilmiştir. Optimizasyon sonuçlarına göre yeniden tasarlanan Helmholtz rezonatörünün gürültü azaltma performansı, simülasyon çalışmalarıyla verilmiştir. Elde edilen sonuçlar, literatürdeki farklı bir çalışma ile kıyaslanarak optimizasyon çalışmasının başarısı ortaya konmuştur.

Abstract:
Nowadays, especially in the automotive industry, the noise caused by internal combustion engines causes serious negativities in terms of environment and driver comfort. Many different types of acoustic elements have been developed to reduce these disturbing noises. As a result of noise reduction applications where acoustic elements are used, it has been observed that unwanted noise is significantly reduced and acoustic improvements are achieved. These acoustic elements are widely used not only in the automotive industry, but also in the aerospace, machinery, ventilation and building industries. One of the acoustic elements that have a wide range of use in this context is the Helmholtz resonator. The Helmholtz resonator is highly effective in damping certain frequency noises if properly designed. However, Helmholtz resonators have to be designed in accordance with the operating frequency at which noise will be reduced. For this reason, determining the optimum resonator parameters for a certain operating frequency has attracted the attention of researchers and engineers in recent years. In this thesis, firstly, theoretical information about Helmholtz resonators and optimization methods is given. The structural parameters of a pre-designed Helmholtz resonator operating in the low frequency band were then optimized to provide the highest acoustic performance. The noise reduction performance of the Helmholtz resonator, which has been redesigned according to the optimization results, has been given by simulation studies. The success of the optimization study has been demonstrated by comparing the obtained results with a different study in the literature.