Entwicklung geräuscharmer Klimaanlagenrohrkomponenten

Abstract

Der Passagierkomfort bei Verkehrsflugzeugen hängt in entscheidender Weise vom Innenlärm ab, dessen Hauptkomponenten im Reiseflug die Geräusche der Triebwerkstrahlen, der Rumpfgrenzschichtströmung und des Klimaanlagensystems sind. Im Rahmen der Zusammenarbeit des DLR mit Airbus soll die Fähigkeit zur Auslegung leiser Klimaanlagenrohrsysteme auf der Basis numerischer Simulation entwickelt werden. Hierzu wurde das Projekt CoSiCab (Comfort and Silent Cabin) gestartet. Ein Ziel dieses Projektes ist es, die Berechnungsmethoden für die Vorhersage von Lärmentstehungsmechanismen und Lärmminderungsmaßnahmen zu verbessern. Aufbauend auf dem DLR eigenen CAA-Code (Computational Aeroacoustics) PIANO soll die Schallleistung von Klimaanlagenrohrkomponenten in beliebigen Einbausituationen auf rechnerischem Wege quantifiziert werden. Um für den industriellen Designprozess anwendbar zu sein, darf der Rechenaufwand den einer RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes) Strömungssimulation nicht überschreiten. Die Ergebnisse dieser Rechnung werden durch Vergleich mit Messungen im Klimaanlagenrohrprüfstand validiert. Ein weiteres Ziel des Projektes besteht darin, Kriterien für eine lärmarme Anlagenauslegung zu entwickeln. Hierzu werden in experimentellen Studien die signifikanten Strömungsparameter für die Vorhersage des Strömungslärms an Komponenten wie Rohrblende oder Krümmer bestimmt. Durch Variation der Geometrie dieser Komponenten und Variation der Vorturbulenz bei verschiedenen Anströmgeschwindigkeiten wurden Kenngrößen wie der auftretende Druckverlust an der Blende, die Zuströmbedingungen zur Blende sowie die abgestrahlte Schallleistung ermittelt.