Esta Tesis se centra en el desarrollo e implementación de métodos para el diseño y modelado acústico de silenciadores de motores de combustión interna, a través de herramientas basadas en soluciones analíticas y numéricas de la ecuación de ondas. La necesidad de técnicas de diseño que proporcionen rápida y eficazmente resultados precisos incluso a altas frecuencias ha aumentando con el tiempo, debido a que el ruido de los vehículos se ha convertido en una fuente importante de contaminación ambiental.
El principal objetivo de la Tesis es la extensión y aplicación del método de ajuste modal, en combinación con el método de subestructuración, para modelar el comportamiento acústico de silenciadores disipativos. Una contribución importante es la asociada con la obtención de los modos transversales de los silenciadores, para los cuales ha sido desarrollada con éxito una nueva técnica para silenciadores disipativos que incluyen materiales absorbentes de tipo fibroso.
Se han estudiado experimentalmente elementos relevantes de los silenciadores, como las características de comportamiento de los materiales absorbentes o los elementos perforados, para obtener datos más precisos sobre ellos. Validando o mejorando los modelos encontrados en la bibliografía con estas medidas experimentales.
Han sido evaluados varios métodos para la caracterización de materiales absorbentes. Como conclusión, se ha observado que no hay importantes diferencias entre las técnicas estudiadas. Se ha tomado el método de las dos fuentes como el más conveniente debido a que los resultados son independientes de las condiciones aguas abajo de la muestra. Se han caracterizado dos materiales con esta técnica, obteniendo los parámetros semi-empíricos del modelo de Delany y Bazley. Además, el método de las dos fuentes ha sido utilizado para la caracterización de elementos perforados, adaptando experimentalmente los resultados del modelo de Sullivan.
Para llevar a cabo el análisis acústico de silenciadores disipativos, se ha extendido el método de ajuste modal al caso de materiales absorbentes, combinándolo con el método de subestructuración para calcular los modos transversales. Para definir el comportamiento del material, se ha tomado un modelo basado en dos parámetros, impedancia y número de onda. Se ha preferido el método de subestructuración por su versatilidad y por presentar menos problemas de índole matemática en la obtención de las frecuencias naturales y sus correspondientes modos, en comparación con el método directo.
Finalmente, diversas geometrías de silenciador