طراحی مافلر انعکاسی جهت کنترل نوفه ی آکوستیک در ماموریت های فضایی: رویکرد تحلیلی-عددی

یکی از مهم ترین چالش ها در ماموریت های فضایی کنترل سطح صوت درون محفظه می باشد. جهت کنترل نویز از مافلرها یا صدا خفه کن ها استفاده می شود. در پژوهش حاضر، در ابتدا کارایی یک صداخفه کن انعکاسی در ساده ترین حالت به صورت تحلیلی و عددی بررسی می شود. با توجه به بررسی تحلیلی مافلر پایه، بیشینه عملکرد در ضرائب فرد π/۲ و کمینه عملکرد در ضرائب صحیح عدد π اتفاق می افتد. با توجه به تحلیل های انجام شده افزونه هایی از نوع لوله های گسترش یافته با طراحی به دست آمده در قسمت تحلیلی به آن افزوده می شود. کارایی مافلر انعکاسی با توجه به پارامتر اتلاف عبوری صوت و به کارگیری ماتریس انتقال محاسبه و با حل عددی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که عملکرد به دست آمده از حل عددی، علیرغم تطابق کلی با نتایج تحلیلی، تفاوت هایی با آن دارد. به طور مشخص در فرکانس های بیشتر از ۱۳۷۰ هرتز، اثرات غیر اید ه آل در نتایج عددی دیده می شوند. با افزایش فرکانس، جبهه موج آکوستیک درون محفظه از حالت صفحه ای خارج می شود و این موضوع باعث اختلال در عملکرد مافلر با افزایش فرکانس می شود. امواج غیر صفحه ای مابین دو لوله مافلر با دو لوله افزایشی به طول L/۲ و L/۴ در فرکانس تشدید ۱۰۲۶ هرتز و ۱۳۷۱ تشکیل شده اند. هرچند تشکیل امواج غیر صفحه ای در عملکرد مافلر اختلال ایجاد می کند، ولی با این وجود کماکان مافلر با یک لوله توسعه یافته L/۲، عملکرد بهتری از مافلر پایه و مافلر با دو لوله توسعه یافته L/۲ و L/۴، بهترین عملکرد از بین مافلرهای بررسی شده را دارد.

Keywords:

Reflective muffler , Extended-tube , Spacecraft acoustic , Transfer matrix , Acoustic isosurface