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Zur Längenskalenanisotropie in der Modellierung des Kopfspaltgeräusches von Axialventilatoren

Liberson, Lev und Lummer, Markus und Mößner, Michael und Reiche, Nils und Ewert, Roland und Delfs, Jan Werner (2020) Zur Längenskalenanisotropie in der Modellierung des Kopfspaltgeräusches von Axialventilatoren. DAGA 2020 - 46. Jahrestagung für Akustik, 2020-03-16 - 2020-03-19, Hannover, Deutschland.

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Kurzfassung

Günstige akustische Eigenschaften sind ein entscheidendes Wettbewerbskriterium bei modernen Ventilatoren. Für eine erfolgreiche Auslegung ist die akustische Vorhersagefähigkeit bereits in der Entwurfsphase zwingend erforderlich. An einem Axialventilator verursacht der Kopfspalt zwischen Schaufel und Mantelring eine markante Schallquelle, deren Ausprägung stark von den lokalen Strömungsbedingungen abhängt. Diese wiederum ergeben sich aus der Geometrie der Spaltregion. Die Physik der konvergenten Kopfspaltströmung ist durch eine starke konvektive Beschleunigung der turbulenten Wirbelstrukturen geprägt, die gemäß der ”Rapid Distortion Theory” durch große Werte des verjüngten Scherratentensors charakterisiert ist. Dieser Effekt führt zu einer starken Anisotropie in den Ein- und Zweipunktstatistiken der Wirbelstörungen, welche der maßgeblichen Wirbelschallquelle zugrunde liegen. Diese müssen in einem qualitativen sowie quantitativen spektralen Modell des Kopfspaltgeräusches abgebildet werden. In einer fortlaufenden Untersuchung wird die Schallentstehung und Ausreitung am Kopfspalt mittels Akustischer Störungsgleichungen (APE) und stochastisch generierter Wirbelschallquellen innerhalb einer hybriden aeroakustischen Simulationsmethode berechnet. Dabei kommt der, auf der Discontinuous Galerkin Verfahren basierende, Propagationscode DISCO++ gekoppelt mit der Fast Random Particle Mesh Methode (FRPM) zur instationären, stochastischen Quellgenerierung zum Einsatz. Eine erweiterte Modellierung der anisotropen Wirbelschallquellen wird anhand des ummantelt eingebauten, fünfblättrigen Axialventilators ”USI-7” diskutiert, wobei eine Gegenüberstellung mit experimentell ermittelten Daten sowie quell-isotropen Simulationsergebnissen erfolgt.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/140316/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Zur Längenskalenanisotropie in der Modellierung des Kopfspaltgeräusches von Axialventilatoren
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Liberson, LevLev.Liberson (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lummer, MarkusMarkus.Lummer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mößner, MichaelMichael.Moessner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reiche, NilsNils.Reiche (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:März 2020
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Akustik, Aeroakustik, Strömungsakustik, Simulation, Numerische Strömungsmechanik, Numerische Aeroakustik, Synthetische Turbulenz, Hybride CAA Methoden, Akustische Störungsgleichungen, Stochastische Turbulenzrekonstruktion, Luft- und Trocknungstechnik, Axiale Ventilatoren, Discontinuous Galerkin Methode, Kopfspaltgeräusch
Veranstaltungstitel:DAGA 2020 - 46. Jahrestagung für Akustik
Veranstaltungsort:Hannover, Deutschland
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:16 März 2020
Veranstaltungsende:19 März 2020
Veranstalter :Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V. (DEGA)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
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: Liberson, Lev
Hinterlegt am:13 Jan 2021 07:48
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:41

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