Bewertung der Strukturintensität als Größe zur Bestimmung des Energietransportes in vibroakustischen Systemen

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist es, die Strukturintensität als Größe zur Bestimmung des Energietransportes in vibroakustischen Systemen zu bewerten. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Ableitung von Regeln zur notwendigen Diskretisierung und zum Detailgrad der Modellierung für das betrachtete System, um eine Aussage über den Leistungsfluss im Modell treffen zu können. Ferner beziehen sich die Untersuchungen auf die numerische und experimentelle Bestimmung der Strukturintensität für eine frei schwingende Platte. Dazu wird zunächst ein numerisches Simulationsmodell aufgebaut und validiert. Im Folgenden werden Konvergenzstudien bezüglich der minimal notwendigen Diskretisierungsdichte durchgeführt. Die Untersuchungen ergeben, dass die Struktur mit mindestens 30 Punkten pro Wellenlänge diskretisiert werden muss, damit die berechnete Strukturintensität konvergent ist. Zudem wird der Leistungsfluss zwischen zwei Subsystemen über eine Grenze auf Basis der berechneten Strukturintensitätsdaten betrachtet. Untersuchungen der lokalen Diskretisierungsdichte zeigen, dass bei der Berücksichtigung von 80% der berechneten Elemente eine maximale Abweichung von 15% der ermittelten Leistung vorliegt. Zum Vergleich für die numerisch ermittelten Ergebnisse wird der Versuchsaufbau experimentell nachgebildet, um auf Basis der gemessenen Größen die Strukturintensität zu bestimmen. Die Untersuchungen ergeben, dass sich trotz veränderter Experimentkonfiguration keine Strukturintensität mittels experimenteller Messdaten für eine freischwingenden Platte bestimmen lässt. Die Grunde können in der Arbeit nicht abschließend geklärt werden und sind weiterhin Bestandteil für zukünftige Forschungsarbeiten.