Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11870
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorAmelda Dianne Andan, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorWaqar Asrar, Ph.Den_US
dc.contributor.authorHassan, Mohamed Ibrenen_US
dc.date.accessioned2023-12-18T05:48:06Z-
dc.date.available2023-12-18T05:48:06Z-
dc.date.issued2023-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11870-
dc.description.abstractLow Reynolds number flow is three-dimensional and intricate due to multiple vortical phenomena. This research contributes by investigating the impact of laminar Separation Bubble (LSB) on noise generated by passive control techniques. It also enhances the understanding of the efficiency of various trailing edge designs such as serrations, comb, comb-serrated, and porous configurations, across different flow conditions and Reynolds numbers, while also addressing the limitations of existing geometrical models for trailing edges. The study intends to examine the performance of different configurations, emphasizing their effect on flow structure and acoustic responses. The methodology of this study encompasses a combination of techniques that includes conducting 2D simulations using the SST model, performing 3D simulations using large eddy simulation, employing FW-H acoustic modeling, and utilizing an experimental PIV setup. These methods collectively provide a comprehensive and robust platform for in-depth exploration of the research objectives. The analysis of the NACA0015 airfoil's flow characteristics revealed the presence of laminar separation bubbles (LSBs) at low Reynolds numbers and angles of attack. Two types of flow patterns, with and without reattachment, were identified. On the suction side, Increasing the Angle of attack leads to a noticeable upstream shift of these points, while they move downstream along the pressure side. In 3D simulations, pressure distribution was symmetrical, with the maximum at the leading edge. No separation was observed except at the trailing edge tip. At higher angles of attack, the baseline airfoil experienced flow disturbances, laminar separation bubbles, and vortex shedding. The serrated, combed, and comb-serrated designs exhibited more stable flow patterns and fewer separation bubbles than the baseline, potentially reducing tonal noise. Conversely, the poro-serrated design led to distorted flow and an upstream-moving separation bubble, suggesting a possible increase in tonal noise. Moreover, results showed irregular broadband noise (300 - 600 Hz) with increased noise and shifting peak frequency as the Angle of attack rose. The serrated trailing edge design notably reduced noise levels by roughly 21 dB, especially for low frequencies. Comb-serration increased high-frequency noise by about 9 dB for angles of attack at 0, -1, and -2 degrees reduced approximately 9 dB for angles of attack at 1 degree and 2 degrees. On the other hand, the directivity pattern showed that the maximum noise level is observed to predominantly radiate at an azimuth angle of around 90 degrees for all the cases, ranging from 90 to 270 degrees, indicating that the majority of the source's acoustic energy is being emitted on the suction and pressure sides of the wing. In conclusion, the findings demonstrate that serrated and comb-serrated designs are beneficial in reducing noise levels, and that the Angle of attack can significantly impact both the noise level and directivity pattern.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2023en_US
dc.rightsJOINTLY OWNED WITH A THIRD PARTY(S) AND/OR IIUM
dc.titleTrailing-edge noise attenuation of airfoil by means of comb-serration at low Reynolds Numbers.en_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dc.description.identityG1919139MohamedIbrenHassanen_US
dc.description.identifierThesis : Trailing-edge noise attenuation of airfoil by means of comb-serration at Low Reynolds number / by Mohamed Ibren Hassanen_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeDoctor of Philosophy in Engineeringen_US
dc.description.degreelevelDoctoral
dc.description.abstractarabicتدفق أرقام رينولدز المنخفض ثلاثي الأبعاد معقد للغاية بطبيعته لتعدد أنواع الظواهر الدوامة. يساهم هذا البحث من خلال دراسة تأثير فقاعة الفصل الصفائحي (LSB) على الضوضاء الناتجة عن تقنيات التحكم السلبي. كما يحسن فهم كفاءة تصميمات الحواف الخلفية المختلفة مثل المسننات، والمشط، والمشط المسنن، والتكوينات المسامية، عبر مختلف حالات التدفق وأرقام رينولدز، مع معالجة القصور في النماذج الهندسية الموجودة للحواف الخلفية. الدراسة تهدف إلى فحص أداء تكوينات مختلفة، مع التركيز على تأثيرها على بنية التدفق والاستجابات الصوتية. منهجية الدراسة تشمل مزيجا من التقنيات، تتضمن إجراء عمليات محاكاة ثنائية الأبعاد باستخدام نموذج SST و عمليات محاكاة ثلاثية الأبعاد باستخدام LES، واستخدام نموذج صوتي FW-H وإعدادات PIV التجريبي. هذه الأساليب مجتمعة توفر منصة شاملة وقوية للاستكشاف المتعمق لأهداف البحث. كشف تحليل خصائص تدفق الجنيح NACA0015 عن وجود فقاعات الفصل الصفائحي (LSBs) عند أعداد رينولدز المنخفضة وزوايا الهجوم. تم تحديد نوعين من أنماط التدفق، مع وبدون إعادة الارتباط. من جهة الشفط، تؤدي زيادة زاوية الهجوم إلى تحول ملحوظ في الإتجاه الصعودي لهذه النقاط نحو المنبع، بينما تتحرك باتجاه نزولي على طول جانب الضغط. في عمليات المحاكاة ثلاثية الأبعاد، كان توزيع الضغط متماثلًا، مع حد أقصى عند الحافة الأمامية. لم يلاحظ أي انفصال إلا عند طرف الحافة الخلفية. عند زوايا الهجوم الأعلى، تعرض الجنيح الأساسي لاضطرابات التدفق، وفقاعات الفصل الصفائحي، وتساقط الدوامة. أظهرت التصميمات المسننة والمشطية والمسننة أنماط تدفق أكثر استقرارًا وفقاعات فصل أقل مقارنة بالأساس، مما يؤدي إلى تقليل الضوضاء النغمية. على العكس من ذلك، أدى التصميم المسنن المسامي إلى تدفق مشوه وفقاعة فصل تتحرك في اتجاه صعودي، مما يشير إلى زيادة محتملة في الضوضاء النغمي. علاوة على ذلك، أظهرت النتائج عدم انتظام ضوضاء النطاق العريض (300 - 600 هرتز) مع زيادة الضوضاء وتغير تردد الذروة كلما ارتفعت زاوية الهجوم. أدى تصميم الحافة الخلفية المسننة إلى تقليل مستويات الضوضاء بشكل ملحوظ بحوالي 21 ديسيبل، خاصة بالنسبة للترددات المنخفضة. أدى المشط المسنن إلى زيادة الضوضاء عالية التردد بنحو 9 ديسيبل لزوايا الهجوم عند درجات 0 و-1 و-2 ، كما حقق انخفاضًا بنحو 9 ديسيبل لزوايا الهجوم عند درجة ودرجتين. من ناحية أخرى، أظهر نمط الاتجاه أن مستوى الضوضاء الأقصى يشع في الغالب بزاوية سمت تبلغ حوالي 90 درجة لجميع الحالات، وتتراوح من 90 إلى 270 درجة، مما يشير إلى أن غالبية مصدر الطاقة الصوتية للمصدر تنبعث على جانبي الشفط والضغط للجناح. في الختام، أظهرت النتائج أن التصميمات المسننة والمشطية مفيدة في تقليل مستويات الضوضاء، خاصة عند زوايا الهجوم العالية، وأن زاوية الهجوم يمكن أن يكون لها تأثير كبير على كل من مستوى الضوضاء ونمط الاتجاه.en_US
dc.description.nationalityKENYAen_US
dc.description.emailmohamed.ibren@gmail.comen_US
dc.description.cpsemailcps2u@iium.edu.myen_US
dc.description.funderPOSTGRADUATE FEE WAIVER SCHEME
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2023.en_US
dc.description.physicaldescription1 online resource (xviii, 165 leaves) ; color illustrations.en_US
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
G1919139MohamedIbrenHassan_24.pdf24 pages file3.14 MBAdobe PDFView/Open
G1919139MohamedIbrenHassan_SEC.pdfFull text secured file31.79 MBAdobe PDFView/Open
G1919139MohamedIbrenHassan_SEC_COPYRIGHT_DECLARATION.pdf
  Restricted Access
Copyright Declaration86.44 kBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.