Aerodynamische Schallentstehung an zwei versetzt angeordneten Zylindern gleichen Durchmessers

Kurzfassung

Die komplexe Umströmung von zwei versetzt angeordneten Zylindern ist in verschiedenen technischen Anwendungen, wie zum Beispiel dem Fahrwerk von Flugzeugen oder Schutzgittern von Ventilatoren, wiederzufinden. Obwohl es zahlreiche numerische und experimentelle Untersuchungen zu diesem Aufbau gibt, beschäftigen sich nur wenige davon mit der Schallentstehung. In der hier vorgestellten Untersuchung wurde die Schallentstehung einer Tandemzylinderanordnung bei verschiedenen Anstellwinkeln in einem kleinen akustischen Freistrahlwindkanal bei Reynolds-Zahlen (bezogen auf den Zylinderdurchmesser) zwischen 3.300 und 11.500 gemessen. Der Winkel zwischen den Zylindern wurde zwischen 0° und 90° in Schritten von 5° variiert. Die resultierenden Spektren der Schalldruckpegel zeigen auffällige tonale Merkmale und bei bestimmten Winkeln und Abständen zwischen den Zylindern konnte ein bistabiles Verhalten beobachtet werden. Dabei teilt sich das tonale Maximum des Spektrums in zwei Maxima auf und vereinigt sich bei höheren Anstellwinkeln wieder zu einem Maximum. Zum besseren Verständnis dieser Mechanismen wurden für verschiedene Anstellwinkel qualitative Strömungssimulationen durchgeführt.