Impedanzbestimmung für Schallabsorber in rechteckigen Strömungskanälen

Kurzfassung

Es wird ein Verfahren zur Impedanzbestimmung von absorbierenden Wandauskleidungen in Strömungskanälen mit rechteckigem Querschnitt vorgestellt. Dabei kann sowohl der Einfluss konstanter Blockprofile als auch der realer 2D-Strömungsprofile mit Grenzschicht berücksichtigt werden. Angesetzt wird ein Kanalmodell nach Mungur und Gladwell, wobei eine der Seitenwände als Schallabsorber ausgeführt ist. Dafür wird durch Separationsansatz die Pridmore-Brown-Gleichung formuliert. Sie bildet zusammen mit den bekannten Randwerten auf der schallharten Wand, welche der Absorberwand gegenüberliegt, ein Anfangswertproblem. Dieses kann unter Zuhilfenahme der axialen Wellenzahl sowie des Strömungsprofils mittels Runge-Kutta-Integration numerisch gelöst werden. Aus den Lösungswerten auf der Absorberwand kann unter Ausnutzung der Ingard-Myers-Randbedingung schließlich die Absorberimpedanz bestimmt werden.Die komplexe Wellenzahl ebener Wellen kann für den Absorberbereich durch Umrechnung des Transmissionsfaktors aus Mikrofonmessdaten ermittelt oder direkt eingegeben werden. Dies ermöglichte die Validierung mittels Wellenzahl- und Impedanzdaten einer NASA-Referenzstudie. Diese Vergleichsdaten zeigten sehr gute Ergebnisse des Verfahrens bei einer zugleich erheblichen Verringerung der Rechenzeit im Verhältnis zu anderen Methoden.