Simulation des akustischen Nahfeldes einer Triebwerksgebläsestufe"

Kurzfassung

Gegenstand des Vortrages ist die Beschreibung und Analyse der tonalen Anteile des akustischen Nahfeldes einer für heutige Nebenstromtriebwerke typischen Gebläsestufe. Im Gegensatz üblicherweise dazu eingesetzten Methoden erfolgt die Beschreibung dieser Lärmquelle direkt durch die Berechnung der instationären Strömung in der Turbomaschine mit dem akustischen Feld als Untermenge. Dazu wird das am Institut für Antriebstechnik des DLR Köln entwicktelte CFD Verfahren TRACE eingesetzt. Neben der Überprüfung der Anforderung des Verfahrens bezüglich der Berechnung des tonalen Interaktionsfeldes soll ein weiterer Schwerpunkt auf einer durchgeführten Weiterentwicklung des Verfahrens liegen. Diese war nötig, um die Berechnung realer Schaufelzahlverhältnisse bei vertretbarem Rechenaufwand in der Turbomaschine zu ermöglichen. Darüber hinaus ermöglicht die Methode die für die akustischen Berechnungen hohe örtlichen Netzauflösung. Die Implementierung der Methodik in das Verfahren wird am Beispiel mehrerer Testfälle steigender Komplexität "überprüft. Die Fähigkeiten des numerischen Verfahrens neben dem Str"omungsfeld auch das akustische Feld zu beschreiben soll abschliessend am Beispiel einer Gebläsestufe demonstriert werden. Es wird eine Methode zur Extraktion der akustischen Daten aus der gewonnenyn Lösung vorgestellt. Das so gewonnene Schallfeld mit modaler Struktur erjaubt neben dem Vergleich mit experimentellen Messdaten wniterfüqrende Analysen des vom Gebläse emittierten Schallfefdes. Zusätzlich dazu soll der Einfluss von dreidimensioxalen Geometrievariationen auf die Schallemission beurteilt werden. Dazu wurde eine weitere Simulation mit veränderter Statorgeometrie durchgeführt. Die unter akustischen Gesichtspunkten ausgewerteten Ergebnisse werden mit der aerodynamisch äquivalenten Originalkonfiguration qualitativ und quantitativ verglichen.