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Numerical study on Multiple Pure Tones in a thin annular duct with impact of inflow distortion

Staggat, Martin und Guerin, Sebastien und Moreau, Antoine und Holewa, Axel (2017) Numerical study on Multiple Pure Tones in a thin annular duct with impact of inflow distortion. 23rd AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, 2017-06-05 - 2017-06-09, Denver, Colorado, USA. doi: 10.2514/6.2017-3847.

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Kurzfassung

The next generation of ultra high bypass ratio (UHBR) turbofan engines may have to face new acoustic challenges related to inflow distortions caused by the short nacelle geometry. During take-off and cut-back conditions the flow regime at the fan blades may reach supersonic conditions. Thus a shock pattern is developing on the rotor blades and propagates upstream through the engine inlet and interacts with the mean inflow distortion. This paper presents numerical investigations performed with the DLR's computational Fluid dynamics (CFD) solver TRACE using a simplified quasi-3D approach. First, the applicability of the approach for the considered problem is shown. Afterwards the influence of the inflow distortion on a shock pattern, as it would be created by ideally equal blades is investigated by a Harmonic Balance (HB) method computation in the frequency domain. Real fans often show small variabilities in stagger angles due to manufacturing process and a specific blade ordering may be chosen. A stagger blade variation following a double cosine is addressed to investigate the effect of this specific blade patterning. For equal blades rearrangement, the obtained results reveal the expected scattering into the two adjacent modes caused by the inflow distortion of azimuthal mode order m0 = 1. In addition it is shown that the new modes are subject to further scattering. For non-identical staggered rotor blades it is shown, that the pressure variation associated to the double cosine structure clearly dominates the inlet region. Far upstream of the rotor blade leading edge the modal spectrum is dominated by modes of order m < B.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/120901/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:AIAA-2017-3847
Titel:Numerical study on Multiple Pure Tones in a thin annular duct with impact of inflow distortion
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Staggat, Martinmartin.staggat (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4380-0828133662723
Guerin, SebastienSebastien.Guerin (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moreau, Antoineantoine.moreau (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Holewa, AxelAxel.Holewa (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2017
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2017-3847
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Inflow Distortion, Buzz-Saw-Noise, Multiple Pure Tone Noise, Engine Acoustics, Aeroacoustics
Veranstaltungstitel:23rd AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference
Veranstaltungsort:Denver, Colorado, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:5 Juni 2017
Veranstaltungsende:9 Juni 2017
Veranstalter :American Institute of Aeronautics and Astronautics
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebssysteme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L ER - Engine Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Triebwerk und Validierungsmethoden (alt)
Standort: Berlin-Charlottenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik > Triebwerksakustik
Hinterlegt von: Staggat, Martin
Hinterlegt am:11 Jul 2018 09:08
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:25

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