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Experimentelle Untersuchung der Aerodynamik und Aeroakustik kleiner Rotoren im Schwebe- und Vorwärtsflug

Lößle, Felix (2024) Experimentelle Untersuchung der Aerodynamik und Aeroakustik kleiner Rotoren im Schwebe- und Vorwärtsflug. DLR-Forschungsbericht. DLR-FB-2024-4. Dissertation. Leibniz Universität Hannover. 144 S. doi: 10.57676/me6e-j853.

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Official URL: https://doi.org/10.57676/me6e-j853

Abstract

Obwohl sowohl die Aerodynamik als auch die Aeroakustik von Hubschrauberrotoren bereits seit vielen Jahren intensiv erforscht werden, lassen sich diese nicht unmittelbar auf Kleinrotoren übertragen. Insbesondere sind die Zusammenhänge zwischen dem Strömungszustand und der Schallemission von Kleinrotoren bisher noch nicht vollständig verstanden. In dieser Arbeit werden die Zusammenhänge zwischen der Strömungstopologie und der Entstehung von Schallquellen an Kleinrotoren vor allem experimentell, aber auch numerisch untersucht. Dazu werden Schub- und Leistungsmessungen an elf kommerziellen Kleinrotoren bei unterschiedlichen Anströmgeschwindigkeiten, Drehzahlen und Neigungswinkeln durchgeführt. Die optische Analyse der Strömungsfelder erfolgt mit Particle Image Velocimetry (PIV) und mit der Background Oriented Schlieren (BOS) Methode. Für die akustische Untersuchung wird ein Mikrofonarray eingesetzt und die Schallquellen mithilfe von Beamforming-Algorithmen lokalisiert. Zusätzlich werden die Strömungsfelder mit einem Panelverfahren (UPM) simuliert und die Schallemission mit einem Ffowcs Williams-Hawkings-Löser (APSIM) berechnet. Die Untersuchungen zeigen, dass erst durch die Kombination von akustischen und optischen Messtechniken sowie Simulationen der Aerodynamik und Aeroakustik eine hinreichende Analyse der Schallentstehungsmechanismen von Kleinrotoren möglich ist. Die optischen Messtechniken und die UPM-Simulationen helfen die komplexen Strömungsvorgänge am Rotor zu verstehen und erweisen sich als wertvolle Ergänzung zur Interpretation der Schallquellen des Rotors.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/202866/
Document Type:Monograph (DLR-Forschungsbericht, Dissertation)
Additional Information:DLR-FB-2024-4
Title:Experimentelle Untersuchung der Aerodynamik und Aeroakustik kleiner Rotoren im Schwebe- und Vorwärtsflug
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iDORCID Put Code
Lößle, FelixUNSPECIFIEDUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Date:January 2024
Open Access:Yes
DOI:10.57676/me6e-j853
Number of Pages:144
Editors:
EditorsEmailEditor's ORCID iDORCID Put Code
UNSPECIFIEDDLRUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
ISSN:1434-8454
Status:Published
Keywords:Kleinrotor, Mikrofonarray, Background Oriented Schlieren, Particle Image Velocimetry
Institution:Leibniz Universität Hannover
Department:Fakultät für Maschinenbau
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:Components and Systems
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L CS - Components and Systems
DLR - Research theme (Project):L - Unmanned Aerial Systems, L - Virtual Rotorcraft and Validation
Location: Göttingen
Institutes and Institutions:Institute for Aerodynamics and Flow Technology > Helicopter, GO
Deposited By: Koch, Bianca
Deposited On:27 Feb 2024 14:49
Last Modified:29 Feb 2024 14:25

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