Impedanzbestimmung von überströmten Linern: Vergleich modenbasierter und nicht-modenbasierter Methoden

Kurzfassung

Schalldämpfende Wandauskleidungen, genannt Liner, sind eine wesentliche Technologie zur Schallreduktion in durchströmten Kanälen wie z.B. im Einlauf und Nebenstromkanal von Flugtriebwerken. Eine wichtige Größe zur Beschreibung von Linern ist die Impedanz, das Verhältnis des Schalldrucks zur wandnormalen Schallschnelle an der Lineroberfläche. Bei Überströmung des Liners kann diese Impedanz bisher nicht direkt gemessen werden. Daher kommen hier meist indirekte Verfahren, sogenannte Impedanzeduktionsmethoden, zum Einsatz. Bei diesen wird in der Regel das Kanalschallfeld, mit eingebautem Liner und Überströmung, an verschiedenen Mikrofonpositionen vermessen und dann über entsprechende Modelle für die Schallausbreitung und die Linerrandbedingung eine Linerimpedanz soweit iteriert, bis die Differenz vom modellierten zum gemessenen Schallfeld möglichst minimiert wird. Hierbei unterscheidet man Methoden, bei denen das Schallfeld in akustische Moden zerlegt betrachtet wird, von Verfahren, die das Schallfeld als gesamte numerische Lösung auswerten. In dem vorliegenden Beitrag werden an einem Beispielliner verschiedene Impedanzeduktionsmethoden, z.T. modenbasiert und z.T. nicht-modenbasiert, hinsichtlich Ihrer Eigenschaften und der sich daraus ergebenen Eignung zur Impedanzbestimmung verglichen. Im Ergebnis zeigt sich, dass bei Linern mit sehr kleiner Resistanz eher nicht-modenbasierte Eduktionsmethoden sinnvolle Ergebnisse liefern, während sie in Frequenzbereichen mit sehr hoher Dissipation unrealistische Ergebnisse zeigen. In diesen Bereichen erscheint vielmehr die Anwendung der modenbasierten Methoden von Vorteil zu sein.