Untersuchung zur Entwicklung eines Active Noise Control-Systems für den breitbandigen Lärm aus turbulenten Umströmungen

Abstract

Klimaanlagensysteme von Flugzeugen werden aufgrund turbulent durchströmter Blenden als essentielle Lärmquellen eingestuft. Durch die turbulente Umströmung entsteht ein breitbandiges Störgeräusch, welches durch ein aktives System gedämpft werden soll. Aufgrund turbulenter Rohrströmung wirken für die Ermittlung des Störsignals auf das Referenz-Mikrofon des aktiven Systems sowohl akustische als auch turbulente Druckschwankungen. In dieser Diplomarbeit werden zwei Verfahren für die Trennung dieser untersucht. In einem Verfahren wird zunächst die Korrelation zwischen zwei Mikrofonen bestimmt, die jeweils mit einer Schlitzrohrsonde ausgestattet sind. Für einen Vergleich mit einem zusätzlichen Verfahren erfolgt der Austausch einer Schlitzrohrsonde durch ein Mikrofon-Array. Nach Anwendung des sogenannten Delay and Sum-Verfahrens auf das Mikrofon-Array wird in einer Untersuchung die Korrelation zwischen dem resultierenden Signal des Arrays und einer Schlitzrohrsonde ermittelt, die als Referenzsonde eingesetzt wird. Die Ergebnisse zeigen, dass Messungen mit einer Schlitzrohrsonde sowie Messungen nach dem Delay and Sum-Verfahren für ein aktives System möglich sind, allerdings ist das Einsatzgebiet beider Verfahren abhängig von der Entfernung zwischen der turbulent umströmten Blende und dem Referenz-Mikrofon. Für die Kompensation des ermittelten Störsignals wird in dieser Diplomarbeit eine sekundäre Quelle konstruiert. In einer ersten Untersuchung ist ein einzelner Miniaturlautsprecher in die Rohrwandung eines Rohrabschnittes integriert, der anschließend durch ein Lautsprecher-Array ersetzt und für einen Vergleich vermessen wird. Die abgestrahlte Schallleistung des einzelnen Lautsprechers ist für die Kompensation des Störsignals nicht ausreichend, im Gegensatz dazu kann das Lautsprecher-Arrays für die Kompensation eingesetzt werden.