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Neue Ergebnisse zur Hydrodynamisch-Akustischen Splitting-Methode mit Rückkopplung

Ewert, Roland and Kreuzinger, Johannes (2021) Neue Ergebnisse zur Hydrodynamisch-Akustischen Splitting-Methode mit Rückkopplung. DAGA 2021 - 47. JAHRESTAGUNG FÜR AKUSTIK, 16.-18. Aug. 2021, Wien, Östereich.

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Official URL: https://www.dega-akustik.de/publikationen/online-proceedings/

Abstract

Das Hydrodynamisch-Akustische Splitting (HAS) stellt eine gut validierte Simulationsmethodik für Strömungsgeräuschprobleme bei kleiner Machzahl dar. Der Standardprozess zur Formulierung von HAS-Gleichungssystemen basiert im Kern auf der Subtraktion der inkompressiblen von den kompressiblen Navier- Stokes Gleichungen. Das resultierende Störungssystem ist nichtlinear und beschreibt alle kompressiblen Effekte, inklusive akustischer Schwankungen. Aus dem Störungssystem können weiter vereinfachte Varianten der akustischen Gleichungen abgeleitet werden. In Konsequenz liefern die inkompressiblen Navier- Stokes-Gleichungen die maßgebliche Strömungsbeschreibung und es fehlt daher von Anfang an jedwede Rückwirkung der Akustik auf die Strömung. Die vorliegende Arbeit basiert auf der Ableitung eines alternativen hydrodynamisch-akustischen Gleichungssatzes durch streng formale Aufspaltung der kompressiblen Navier-Stokes Gleichungen. Das voll gekoppelte hydrodynamisch-akustische Gleichungssystem umfasst die strömungsakustische Rückkopplung und ist als äquivalente Formulierung der kompressiblen Navier-Stokes Gleichungen nicht auf kleine Machzahlen beschränkt. Davon ausgehend, kann durch Analyse der Machzahlskalierung der einzelnen Terme ein weiter vereinfachtes Gleichungssystem abgeleitet werden. Für das subsonische System kann eine Gültigkeit bis Machzahlen M<0.4 abgeschätzt werden. Relativ zur konventionellen HAS Methode ist die Impulsgleichung der Strömung um einen einzelnen eindeutig definierten Rückkopplungsterm ergänzt. Weitere Simulationsergebnisse für zwei Strömungen mit Rückkopplung werden gezeigt. Der Tonmechanismus einer generischen Pfeife kann reproduziert werden.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/147922/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Neue Ergebnisse zur Hydrodynamisch-Akustischen Splitting-Methode mit Rückkopplung
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iD
Ewert, RolandRoland.Ewert (at) dlr.deUNSPECIFIED
Kreuzinger, JohannesKM Turbulenz GmbH, j.kreuzinger (at) km-turbulenz.deUNSPECIFIED
Date:18 August 2021
Refereed publication:Yes
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Published
Keywords:Hydrodynamic-Acoustic Splitting (HAS), Acoustic Perturbation Equations (APE), kompressibler Navier-Stokes Löser, Hydrodynamisch-akustisches Feedback, Fractional step method
Event Title:DAGA 2021 - 47. JAHRESTAGUNG FÜR AKUSTIK
Event Location:Wien, Östereich
Event Type:international Conference
Event Dates:16.-18. Aug. 2021
Organizer:DEGA e.V.
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:Efficient Vehicle
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L EV - Efficient Vehicle
DLR - Research theme (Project):L - Digital Technologies, L - Climate, Weather and Environment, E - Wind Energy
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute for Aerodynamics and Flow Technology > Technical Acoustics
Deposited By: Ewert, Dr.-Ing. Roland
Deposited On:04 Jan 2022 11:29
Last Modified:04 Jan 2022 11:29

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