Modelado y simulación acústica 3D mediante Comsol de dispositivos de la línea de escape en vehículos. Aplicación a filtros de partículas diésel

Abstract

[EN] This Master thesis focuses on the development and implementation of a Comsol - based methodology for the acoustic modeling of diesel particulate filters (DPF) used in the exhaust system of internal combustion engines. First, a bibliography review of the acoustic one - di mensional models and the associated matrix representation is performed. Also, a literature review is carried out related to the characterization of ducts and monoliths. The finite element method is applied to solve the wave equation in air regions connect ed by a particulate filter. The ability of the finite element method to add ress arbitrary geometries with general conditions is the reason for which this method is applied in the acoustic modeling of particulate filters in commercial automotive engines. A s a first approximation, and with a view to compute the acoustic behavior of a particulate filter, a model in which the ceramic monolith is replaced by its lumped acoustic resistance isused. A number of computations are carried out and the corresponding r esults are analyzed to reach the appropriate conclusions.

[ES] Se pretende utilizar el programa comercial Comsol para desarrollar e implementar una metodología basada en elementos finitos que permita la simulación del comportamiento acústico de dispositivos de la línea de escape de vehículos que incorporan un monolito en su interior. Dichos dispositivos, tales como filtros de partículas diésel, tienen un impacto acústico considerable desde el punto de vista del control de las emisiones sonoras y deben ser tenidos en cuenta en el diseño integral de la línea de escape de motores de combustión. Los modelos a implementar deben permitir el acoplamiento de regiones de aire mediante monolitos cerámicos formados por tubos capilares que tienen características acústicas disipativas. Con las herramientas desarrolladas, se hará un estudio exhaustivo de la influencia en la atenuación acústica de parámetros de diseño como la resistividad y la porosidad del monolito del filtro, así como otras características de tipo geométrico, etc.