Experimental and Computational Fluid Dynamics (Cfd) Analysis of Wind-Induced Noise In Two-Way Radio

Mohd Fisol , Ummi Masyitah (2016) Experimental and Computational Fluid Dynamics (Cfd) Analysis of Wind-Induced Noise In Two-Way Radio. Masters thesis, Universiti Sains Malaysia.

[img] PDF - Submitted Version
Download (377Kb)

    Abstract

    Kajian ini menyiasat aliran angin dan pembentukan vorteks di dalam rongga-rongga untuk memahami hubungan mereka terhadap kewujudan kebisingan semasa komunikasi menggunakan radio dua hala. Pengukuran kebisingan yang disebabkan oleh aliran angin daripada radio dua hala dan model berskala besar (spesimen) telah dijalankan dalam terowong angin gelung terbuka dan analisis perkomputeran dinamik bendalir dilakukan. Kesan daripada arah aliran angin, kelajuan angin 2, 6 dan 10 m/s, nombor Reynolds masing-masing 8694, 26083 dan 43471, dan sudut tirus (0-45 darjah) telah dibentangkan dalam pengukuran kebisingan angin radio dua hala. Pengukuran aras tekanan bunyi di dalam rongga-rongga dengan lima kelajuan angin yang berbeza dan jarak dari sumber angin telah dijalankan ke atas spesimen. Perkomputeran Dinamik Bendalir telah digunakan untuk mensimulasikan aliran angin ke atas model untuk memerhatikan pembentukan vorteks di dalam rongga-rongga dengan berbeza kedudukan rongga dan juga kelajuan angin. Pengesahan telah dilakukan dengan membandingkan simulasi dengan eksperimen Koschatzky et al. (2011) menggunakan geometri rongga yang sama untuk kelajuan angin 12 dan 15 m/s. Hasil kajian menunjukkan bahawa halaju angin telah menyebabkan kebisingan angin meningkat untuk kedua-dua arah aliran angin dengan memberi kesan yang lebih kepada aliran arah angin dari kiri ke kanan. Aras tekanan bunyi juga meningkat dengan peningkatan halaju angin dan kedudukan yang lebih jauh dari sumber angin, semakin tinggi dialami oleh aras tekanan bunyi. Simulasi perkomputeran dinamik bendalir menunjukkan vorteks yang lebih kukuh telah terbentuk pada pinggir, dinding dan lantai rongga. Pembentukan vorteks telah meningkat di kedudukan rongga yang lebih jauh dan pada halaju angin yang lebih tinggi. Keputusan simulasi bersetuju dengan penemuan eksperimen dengan Ralat Punca Min Kuasa Dua. Hasil dari kajian ini sangat penting kepada penambah baikan reka bentuk radio dua hala dalam mengurangkan bunyi bising semasa komunikasi. ________________________________________________________________________________________________________________________ This research investigated the wind flow and formation of vortex shedding inside cavities to understand the relationship of those to the occurrence of noise during communication using two-way radio device. Noise measurement due to wind flow of a two-way radio and its bigger scale model (specimen) was conducted inside an open-loop wind tunnel. A Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis was also performed. The effect of wind flow direction, wind velocity of 2, 6 and 10 m/s, Reynolds Number of 8694, 26083 and 43471, respectively and angle of attack (0-45 degrees) were presented in wind noise measurement for a two-way radio. Measurement of Sound Pressure Level (SPL) inside cavities with five different wind velocities and distances from wind source has been conducted on the specimen. CFD was used to simulate wind flow over a model to observe the formation of vortex shedding inside cavities with different cavity positions and wind velocity. Validation has been done by comparing CFD simulation with experimental work of Koschatzky et al. (2011) using the same geometry of cavity for wind velocity of 12 and 15 m/s. The result shows that the wind velocity has increased the wind noise for both direction of wind flow with stronger effect for the left-to-right flow. The SPL is also increased with the increased of wind velocity and the further position from wind source, the stronger SPL has been encountered. The CFD simulation shows a stronger vortex shedding has been formed at the edge, wall and floor of the cavity. The vortex shedding formation is increased at further cavity position and higher wind velocity. CFD simulation agrees with the finding of the experimental work with Root-Mean-Square Error (RMSE). The result from this research is very significant for the improvement of a two-way radio design in reducing noise during communication.

    Item Type: Thesis (Masters)
    Additional Information: full text is available at http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action?institutionalItemId=2058
    Subjects: T Technology
    T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics
    Divisions: Kampus Kejuruteraan (Engineering Campus) > Pusat Pengajian Kejuruteraan Aeroangkasa (School of Aerospace Engineering) > Thesis
    Depositing User: Mr Mohd Jasnizam Mohd Salleh
    Date Deposited: 11 Jun 2018 16:16
    Last Modified: 11 Jun 2018 16:16
    URI: http://eprints.usm.my/id/eprint/40747

    Actions (login required)

    View Item
    Share