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Prediction of Porous Trailing Edge Noise Reduction via Acoustic Perturbation Equations and Volume Averaging

Faßmann, Benjamin und Rautmann, Christof und Ewert, Roland und Delfs, Jan Werner (2015) Prediction of Porous Trailing Edge Noise Reduction via Acoustic Perturbation Equations and Volume Averaging. In: 21st AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, 2 (2525), Seiten 1166-1183. 21th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, 2015-06-22 - 2015-06-26, Dallas, Texas. doi: 10.2514/6.2015-2525. ISBN 978-1-5108-0820-1.

[img] PDF (Prediction of Porous Trailing Edge Noise)
2MB

Offizielle URL: http://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2015-2525

Kurzfassung

Edge noise is generated if turbulence interacts with solid edges. Reduction of trailing edge noise of airfoils can be achieved by replacing the solid material at the trailing edge by inlays of porous permeable material. The acoustic benefit of approximately 6 dB of such treatment is known from experiments. Enroute to numerically optimized porous properties, this paper presents a first principle based Computational Aeroacoustics (CAA) method for predicting the acoustic effect of a porous NACA0012 trailing edge. In a hybrid two-step CFD/CAA procedure the turbulence statistics from a solution of the Volume Averaged Navier-Stokes (VANS) equations is used as a basis for the prediction of turbulent-boundary-layer trailing-edge noise (TBL-TEN). For the acoustic part of the calculation, the Acoustic Perturbation Equations (APE) are solved in the flow field. Inside the porous regions, a different set of governing equations, referred to as Linear Perturbation Equations (LPE) will be solved. The LPE represent a modified form of the Linearized Euler Equations (LEE) with the APE vorticity source term shifted to the right-hand side. The new set of equations is derived by volume averaging the Navier-Stokes equations and decomposing the flow variables into a time-averaged mean part and a fluctuating part and isolating the vorticity source term to the right-hand side of the momentum equation. The LPE are verified by an analytical solution. The simulation results of a NACA0012 airfoil geometry with and without porous trailing edge treatment are compared to wind tunnel measurements. The noise reduction effect of such a trailing edge treatment is successfully demonstrated.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/100338/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:AIAA Paper 2015-2525
Titel:Prediction of Porous Trailing Edge Noise Reduction via Acoustic Perturbation Equations and Volume Averaging
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Faßmann, Benjaminbenjamin.fassmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rautmann, Christofchristof.rautmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ewert, Rolandroland.ewert (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Delfs, Jan Wernerjan.delfs (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8893-1747NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2015
Erschienen in:21st AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:2
DOI:10.2514/6.2015-2525
Seitenbereich:Seiten 1166-1183
Name der Reihe:Conference Proceedings
ISBN:978-1-5108-0820-1
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Hinterkantenschall; Porosität; Simulation; Volumen-Mittelung;
Veranstaltungstitel:21th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference
Veranstaltungsort:Dallas, Texas
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:22 Juni 2015
Veranstaltungsende:26 Juni 2015
Veranstalter :AIAA/CEAS
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Simulation und Validierung (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Technische Akustik
Hinterlegt von: Faßmann, Benjamin
Hinterlegt am:10 Dez 2015 14:16
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:05

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