Ma azon gondolkoztam, hogy az Instagramra mit rakjak ki a pénteki szimulációs hashtaggel (#SimulationFriday). Nem tudom, hogy honnan jött, de valahogy bevillant, hogy a FloEFD tud hangnyomás szintet számolni, és ha kidurran egy lufi az hangos. Ezek után elővettem az összes képzelőerőmet és mindenféle méricskélés vagy keresés nélkül a következő képen látható lufit modelleztem le Solid Edge-ben:

Ezek után egy újabb keresés következett. Megnéztem, hogy mekkora lehet a nyomás egy lufiban, így a következő keresésemmel a következő képet találtam meg egy YouTube videóban:

Azt már előre tudtam, hogy a lufi “hangosan” durran ki, és mindenféle mérés nélkül szerettem volna tudni egy számot, hogy kb. mennyire. Így ezt követően megint googléztem és azt találtam, hogy J. Pätynen, B. F. G. Katz és T. Lokki cikke szerint 121-137,5 dB között van a hangnyomásszintje (a lufi mérete függvényében), míg a Noise Help honlap szerint 125 dB(A), míg a The Hearing Review cikke szerint 167,82 dB.

Ezek után a szimulációt kellett beállítanom. A lufi feldurranását és a levegőben széthulló gumidarabokat elhanyagoltam, így a lemodellezett lufi térfogatának adtam egy kezdeti feltételt, ami az előbb kikeresett 840 mmHg nyomás volt, azaz 213 316 Pa.  A környezeti hőmérsékletet és a közel 2 atm nyomású levegőt is 25°C-ra állítottam be.

Ezek után azt hittem, hogy elég nagy sebességű lesz az a pillanat amikor a 2 atm nyomású levegő az 1 atm nyomású levegővel elkezd keveredni, így bekapcsoltam a nagy Mach-szám opciót, mely a szuperszonikus áramlások (1,2-5 Mach) megoldására alkalmas. (Amennyiben a FloEFD Speciális CFD moduljával rendelkezek ez után van lehetőségem bekapcsolni a hiperszonikus és afölötti áramlásokhoz az modellezése opciót (30 Mach-ig)). Utólag elmondhatom, hogy itt tévedtem, 0,3-0,4 Mach fölé nem ment az levegő sebessége.

A szimulációt lefuttatva a következő hangnyomásszintet “térképet” kaptam a kidurranás után 0,00055 és 1,3 másodpercnél:

A következő videóban a kidurranás utáni hangnyomás szintek láthatók az időfüggvényében.

A szimuláció teljes időtartama alatt a zölddel jelzett pontot hangnyomásainak az FFT plotja látható:

Lefuttatva a szimulációt megállapíthatom, hogy az általam modellezett és vizsgált lufi kb. 80 dB-el pukkant volna ki, kb. 40 dB-lel halkabban mint amit a szakirodalomban találtam.

Hivatkozások:

• Solidedgehun Instagram fiók: https://www.instagram.com/solidedgehun
• Feldurranó lufis videó: https://www.youtube.com/watch?v=fwh-i0WB_bQ
• Lufi hangnyomásszintje 1: J. Pätynen, B. F. G. Katz és T. Lokki: Investigations on the balloon as an impulse source, The Journal of the Acoustical Society of America 129(1), 2011., https://www.researchgate.net/publication/49819084_Investigations_on_the_balloon_as_an_impulse_source
• Lufi hangnyomásszintje 2: https://www.noisehelp.com/noise-level-chart.html
• Lufi hangnyomásszintje 3: https://www.hearingreview.com/inside-hearing/research/know-loud-balloons-can
• FloEFD Advanced Module: http://s3.mentor.com/public_documents/datasheet/products/mechanical/products/floefd-advanced-module.pdf