Modelización acústica del interior de un Tren de Alta Velocidad

[ES]El presente Trabajo de Fin de Grado, titulado ‘Modelización Acústica del Interior de un Tren de Alta Velocidad’, tiene como objetivo el análisis acústico a bajas frecuencias del habitáculo de un coche de un tren de alta velocidad. La temática ha sido elegida debido a la creciente presencia de trenes de alta velocidad en nuestro entorno, en los cuales el Control Acústico o de Ruidos es un aspecto muy importante para el confort del medio de transporte. Dentro de los ruidos por los que se ve afectado el tren, los de baja frecuencia son los más difíciles de tratar y controlar, y es por ello que van a constituir la línea de trabajo de este proyecto. La estructura de lo que se va a tratar en este proyecto es la siguiente: En primer lugar, se analizará el contexto en que se encuadra este proyecto y las razones que han llevado a su realización. Posteriormente, se explicarán los fundamentos teóricos que hay detrás de los análisis que se van a realizar. Más adelante se pasará al análisis del caso práctico que se ha elegido para ilustrar el proyecto: el habitáculo de un coche del tren Serie 120 de Renfe, construido por CAF [1, 2, 3]. Se realizarán tanto análisis modales como de respuesta forzada. Dicho ejemplo servirá de base para asentar las conclusiones y proponer la aplicación que se les puede dar a éstas, así como las líneas de investigación para las cuales este proyecto puede ser un punto de partida.

The unsteady forces on slender delta wing hydrofoils oscillating in heave

The investigations described herein are both experimental and theoretical. An experimental technique is described by which the models tested could be oscillated sinusoidally in heave. The apparatus used to gather the unsteady lift, drag and pitching moment data is also described.

The models tested were two flat delta wings with apex angles of 15° and 30° and they had sharp leading edges to insure flow separation. The models were fabricated from 0.25 inch aluminum plate and were approximately one foot in length.

Three distinct types of flow were investigated: 1) fully wetted, 2) ventilated and 3) planing. The experimental data are compared with existing theories for steady motions in the case of fully wetted delta wings. Ventilation measurements, made only for the 30° model at 20° angle of attack, of lift and drag are presented.

A correction of the theory proposed by M.P. Tulin for high speed planing of slender bodies is presented and it is extended to unsteady motions. This is compared to the experimental measurements made at 6° and 12° angle of attack for the two models previously described.

This is the first extensive measurement of unsteady drag for any shape wing, the first measurement of unsteady planing forces, the first quantitative documentation of unstable oscillations near a free surface, and the first measurements of the unsteady forces on ventilated delta wings. The results of these investigations, both theoretical and experimental, are discussed and further investigations suggested.

Avaliação da influência do material de confecção das matrizes no teste de conversão monomérica por espectrometria no infravermelho de um compósito

Este estudo teve por objetivo avaliar, in vitro, a influência do material de confecção das matrizes, traçando um perfil da conversão monomérica de um compósito micro-híbrido, além de avaliar qual dos materiais testados mais se assemelha a uma matriz de dentina. A avaliação foi feita através da análise do grau de conversão (GC). Foram confeccionadas 3 matrizes bipartidas, sendo estas de teflon negro, tefon branco e aço inoxidável, ambas com 10mm de diâmetro e 2 mm de profundidade. Para o grupo controle foi utilizado um incisivo central bovino, o qual teve sua face vestibular aplainada em uma lixadeira sob refrigeração constante, com o auxílio de uma lixa de carbeto de silício, número 800. Após, este dente foi preparado com uma broca diamantada número 2294 (KG Sorensen) em alta rotação, própria para a preparação de cavidades padronizadas para ensaios de laboratório, apresentando um limitador de penetração. Em seguida, com um motor de baixa rotação foi realizado o acabamento das paredes, obtendo-se uma cavidade de 2,0 mm de profundidade por 9,0 mm de diâmetro. Pela palatina desse dente, com uma broca carbide cilíndrica de numeração 2056 (KG Sorensen), fez-se uma penetração até se obter uma parede de dentina extremamente fina, porém sem que esta fosse rompida. Assim, com uma agulha, fez-se uma pequena perfuração no centro dessa dentina para que este instrumental servisse como um pino para remoção do corpo de prova de dentro da matriz de dente. Os corpos de prova (CP) foram obtidos a partir da inserção do compósito no interior da perfuração das matrizes em um único incremento e cobertos na superfície externa com uma matriz de poliéster mais uma lamínula de vidro. Os CP foram fotopolimerizados por 40 s pela fonte de luz halógena Optilux 501 (Demetron), com 500 mW/cm. Imediatamente após a polimerização, os corpos de prova eram submetidos no topo e na base para a análise de espectrometria no infravermelho para a determinação da profundidade de polimerização, pela técnica do filme vazado para o compósito não polimerizado e pela técnica da pastilha de brometo de potássio (KBr) para o compósito polimerizado. Foram confeccionados 5 CP de cada grupo. Em cada grupo, o compósito da base e do topo das amostras foi moído até se obter de 1,5 a 2,0 mg de pó e misturado com 70 mg de KBr, para obtenção da pastilha de KBr. Foi feita a análise de espectrofotometria no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). As absorções selecionadas para o cálculo foram 1610 cm-1 e 1637 cm-1, os picos dos espectros das ligações dos carbonos aromáticos e alifáticos, respectivamente. Os dados obtidos foram tratados estatisticamente. Os grupos Gr1B, Gr2B, Gr3B e Gr4B representam, respectivamente, as bases dos CP confeccionados pelas matrizes de DB, TN, TB e AI. Já os Gr1T, Gr2T, Gr3T e Gr4T representam os topos. Médias (%) e DP: Gr1T (46,461,99), Gr2T (39,864,51), Gr3T (44,053,44) e Gr4T (38,045,08). Gr1B (40,441,49), Gr2B (36,153,81), Gr3B (40,093,18) e Gr4B (35,593,35). Em posse dos resultados, pôde-se concluir que os grupos do teflon negro, teflon branco e aço inoxidável não apresentaram diferenças entre o grau de conversão do topo e da base, enquanto que o grupo da dentina apresentou maior conversão do topo. Comparando as matrizes entre elas, pôde-se perceber que no topo, o GC do dente bovino é maior que o GC do aço inoxidável e do que o de teflon negro, o GC do teflon branco é maior que o GC do aço inoxidável e do que o de teflon negro. Já o topo dos grupos de dente bovino e teflon banco foram semelhantes. Nas bases dos CPs, não houve diferença significativa entre os grupos testados. De acordo com os resultados obtidos no experimento, pôde-se concluir que nos grupos do teflon negro, teflon branco e aço inoxidável não houve diferença entre 0 e 2 mm, ou seja, topo e base, o que mostra que o material de confecção da matriz não influênciou o grau de conversão do compósito. Já para o grupo da matriz de dentina, o topo apresentou valor de conversão monomérica maior, mostrando que, neste caso, o material da matriz interferiu no grau de conversão. Pode-se perceber também que existe uma tendência da matriz de teflon branco se assemelhar mais a matriz de dentina, pois foi o único grupo que apresentou semelhança nos valores de conversão monomérica no topo das amostras. Porém analisando a base das amostras, percebe-se que todos os grupos se comportaram de forma semelhante, obtendo valores do grau de conversão sem diferença significante.

Transonic wind tunnel for investigation of turbomachinery blades

The design of a two-stream wind tunnel was undertaken to allow the simulation and study of certain features of the flow field around the blades of high-speed axial-flow turbomachineries. The mixing of the two parallel streams with designed Mach numbers respectively equal to 1.4 and 0.7 will simulate the transonic Mach number distribution generally obtained along the tips of the first stage blades in large bypass-fan engines.

The GALCIT hypersonic compressor plant will be used as an air supply for the wind tunnel, and consequently the calculations contained in the first chapter are derived from the characteristics and the performance of this plant.

The transonic part of the nozzle is computed by using a method developed by K. O. Friedrichs. This method consists essentially of expanding the coordinates and the characteristics of the flow in power series. The development begins with prescribing, more or less arbitrarily, a Mach number distribution along the centerline of the nozzle. This method has been programmed for an IBM 360 computer to define the wall contour of the nozzle.

A further computation is carried out to correct the contour for boundary layer buildup. This boundary layer analysis included geometry, pressure gradient, and Mach number effects. The subsonic nozzle is calculated {including boundary layer buildup) by using the same computer programs. Finally, the mixing zone downstream of the splitter plate was investigated to prescribe the wall contour correction necessary to ensure a constant-pressure test section.

物体表面形貌的正弦相位调制实时干涉测量技术研究

表面形貌干涉测量技术是一种高精度的非接触式测量技术,在工业生产和科学研究中具有广泛的应用。提出一种实时测量表面形貌的正弦相位调制干涉测量新技术。该技术用激光二极管作光源,用自制的高速图像传感器探测干涉信号,通过信号处理电路实时解相得到被测表面所对应的相位分布,实时分析相位获得物体表面形貌。该技术消除了光强和部分外界干扰的影响,提高了系统的测量精度。楔形光学平板表面形貌的测量结果表明,测量点为60×60个的情况下,测量时间小于8.2 ms,重复测量精度(RMS)为4.3 nm。

基于低速面阵CCD的正弦相位调制干涉测量

正弦相位调制(SPM)干涉测量技术用于表面形貌测量时, 需要帧速高于300 frame/s的图像传感器, 同时要求调制信号频率与图像传感器帧速成确定的整数倍关系。提出一种基于低速CCD(30 frame/s)的帧速可调的高速图像传感技术, 通过控制每帧像素总数提高CCD帧速, 研制出一种高帧速图像传感器, 帧速可达300～1600 frame/s, 且每帧大小连续可调。将该CCD传感器用于正弦相位调制干涉泰曼-格林干涉仪, 测量镀膜玻璃板表面形貌, 当CCD图像传感器的帧速与调制信号频率呈16, 8, 4

Phase mapping of domain kinetics in lithium niobate by digital holographic interferometry

The phase mapping of domain kinetics under the uniform steady-state electric field is achieved and investigated in the LiNbO3 crystals by digital holographic interferometry. We obtained the sequences of reconstructed three-dimensional and two-dimensional wave-field phase distributions during the electric poling in the congruent and near stoichiometric LiNbO3 crystals. The phase mapping of individual domain nucleation and growth in the two crystals are obtained. It is found that both longitudinal and lateral domain growths are not linear during the electric poling. The phase mapping of domain wall motions in the two crystals is also obtained. Both the phase relaxation and the pinning-depinning mechanism are observed during the domain wall motion. The residual phase distribution is observed after the high-speed domain wall motion. The corresponding analyses and discussions are proposed to explain the phenomena.

新型AgInSbTe相变薄膜的结晶活化能研究

利用磁控溅射法制备了新型AgInSbTe相变薄膜，热处理前后的X射线衍射(XRD)表明了薄膜在热作用下从非晶态转变到晶态．通过非晶态薄膜粉末的示差扫描量热(DSC)实验测定了不同升温速率条件下的结晶峰温度，计算了粉末的摩尔结晶活化能、原子激活能和频率因子,从结晶活化能E可以判断出新型AgInSbTe相变薄膜具有较高的结晶速度，可以用于高速可擦重写相变光盘．

A planar waveguide Nd : YAG laser using active Q-switching of a hybrid unstable resonator

A planar waveguide laser operating in a negative branch unstable resonator is Q-switched by an acoustooptic mod latorin anew configuration, providing effective, high-speed switching. The laser using a 200-mu m Nd:YAG core, face pumped by 10 laser diode bars, has produced 100-W output in a good beam quality at 100-kHz pulse rate, and 4.5 mJ at lower frequency with 15-ns pulse duration.

Modelización acústica del interior de un tren de alta velocidad.

[ES]El presente Trabajo de Fin de Grado titulado 'Modelización Acústica del Interior de un Tren de Alta Velocidad' tiene como tarea la realización de diversos análisis acústicos de un habitáculo de un coche ferroviario. El principal objetivo va a ser ofrecer una guía detallada a modo de manual de usuario para llevar a cabo dichos análisis sin necesitar información adicional. Las herramientas de ayuda a utilizar van a ser un programa CAD de diseño como Solid Edge ST6 o Catia V5 y un software de elementos finitos como Ansys.

A novel polarization modulator for a Moire system with grating imaging

A polarization modulator based on splitting with a Savart plate and rotation of an analyzer for a moire system with grating imaging is presented, and its modulation principle is analyzed. The polarization modulator is simple and achromatic. It is composed of a polarizer, a Savart plate, and an analyzer. The polarizer and the Savart plate are placed in front of the index grating to split the image of the scale grating in the moire system. The analyzer is placed behind the grating and rotated to realize the modulation of the moire signal. The analyzer can be rotated either continually with high speed or step by step with low speed to form different modulation modes. The polarization modulator makes the moire system insensitive to the change of initial intensity. In experiments, we verified the usefulness of the polarization modulator.

偏振光斯托克斯参量的高速实时测量技术

为了满足对高速变化的偏振态的测量,提出一种能够对偏振态实现高速测量的技术。阐述了利用1/4波片与起偏器测量偏振光的斯托克斯参量常规的原理和方法,根据高速测量的要求推导出了新的斯托克斯参量计算公式,并依据此公式设计了基于多通道偏振态高速测量的方案,设计了具体的方法并编写了控制与算法程序。测试表明,该系统的测量速度达到了每秒700次偏振态测量,测量速度主要由电子线路的性能决定,测得的结果稳定可靠实现了光纤传输偏振态的高速测量。

A novel non-intrusive sampling technique for CO2 laser on-line beam monitoring utilising a silicon mirror

The measurement of high speed laser beam parameters during processing is a topic that has seen growing attention over the last few years as quality assurance places greater demand on the monitoring of the manufacturing process. The targets for any monitoring system is to be non-intrusive, low cost, simple to operate, high speed and capable of operation in process. A new ISO compliant system is presented based on the integration of an imaging plate and camera located behind a proprietary mirror sampling device. The general layout of the device is presented along with the thermal and optical performance of the sampling optic. Diagnostic performance of the system is compared with industry standard devices, demonstrating the high quality high speed data which has been generated using this system.

Getúlio Damado e Roger Mello: conexões entre o campo da arte e o universo lúdico infantil

A ideia central da pesquisa foi promover uma aproximação das narrativas visuais de Getúlio Damado e Roger Mello e a partir daí evidenciar os processos cognitivos e as estratégias que envolveram a estruturação de suas identidades sociais e linguagens artísticas contemporâneas, bem como destacar o ludismo e o acesso ao universo da infância e a cultura popular que ambos ressignificam em suas obras. Além disso, buscou-se comentar e avaliar momentos específicos de desprestígio e repúdio versus consagração ocorridos com os artistas. Para tal, essas produções foram contextualizadas como produções culturais em constante processo de mutação, do qual participam tanto eventos históricos como de inovação tecnológica, em contínua construção. Essas linguagens estão submetidas a uma grande velocidade e a superposição de influências. Outro ponto destacado nas analises foi o caráter de subjetividade dessas produções, identificadas como práticas estéticas promotoras de transformação política; de mobilização; ou também por sua capacidade de operar com o uso simbólico dos brinquedos e livros infantojuvenis recuperando-lhes o uso original. Os devaneios, o ludismo infantil e a cultura popular presentes nos objetos feitos de sucata e livros ilustrados foram confrontados com práticas consoantes, ou de discursos abrangentes, correntes no mundo da arte ou outras vezes aproximados de enfoques locais. Além da possibilidade de convergência entre as produções foram destacadas também muitas diferenças, e, sobretudo evidenciadas as potencialidades que podem advir da cultura popular como campo exploratório de pesquisa, bem como de sua ressignificação

On the selective removal of steel by laser-assisted vortex machining

Of all laser-based processes, laser machining has received little attention compared with others such as cutting, welding, heat treatment and cleaning. The reasons for this are unclear, although much can be gained from the development of an effcient laser machining process capable of processing diffcult materials such as high-performance steels and aerospace alloys. Existing laser machining processes selectively remove material by melt shearing and evaporation. Removing material by melting and evaporation leads to very low wall plug effciencies, and the process has difficulty competing with conventional mechanical removal methods. Adopting a laser machining solution for some materials offers the best prospects of effcient manufacturing operations. This paper presents a new laser machining process that relies on melt shear removal provided by a vertical high-speed gas vortex. Experimental and theoretical studies of a simple machining geometry have identifed a stable vortex regime that can be used to remove laser-generated melt effectively. The resultant combination of laser and vortex is employed in machining trials on 43A carbon steel. Results have shown that laser slot machining can be performed in a stable regime at speeds up to 150mm/min with slot depths of 4mm at an incident CO2 laser power level of 600 W. Slot forming mechanisms and process variables are discussed for the case of steel. Methods of bulk machining through multislot machining strategies are also presented.