Skalierungseffekte in der Aeroakustik am Beispiel von Hochgeschwindigkeitszügen

Abstract

Bei der Entwicklung moderner Hochgeschwindigkeitszüge wird besonderes Augenmerk auf hohe Fahrgeschwindigkeiten und einen hohen Komfort gelegt. Trotz steigender Geschwindigkeit darf die Lärmemission aus Rücksicht auf die Passagiere und der Anwohner der Bahnstrecken ein erträgliches Maß nicht überschreiten. Dittrich et al. [1] haben durch nach Auswertung einer Vielzahl von akustischen Messungen an Hochgeschwindigkeitsbahnstrecken gezeigt, dass ab einer Geschwindigkeit von etwa 210 km/h aeroakustisch induzierter Lärm die anderen Lärmquellen eines Zuges, wie z.B. Rad- Schienelärm, Antriebs- und Getriebelärm und Lärm von den Kühlgebläsen übersteigt. Mit der Entwicklung immer schnellerer Schienenfahrzeuge gewinnt die Aeroakustik daher zunehmend an Bedeutung. In diesem Zusammenhang ist es erstrebenswert, bereits während des Entwicklungsprozesses die aeroakustischen Eigenschaften eines Entwurfes zu evaluieren. Hierfür bieten sich numerische Methoden an (Computational Aeroakustics, „CAA“), oder aber auch Experimente an herunterskalierten Modellen im Windkanal. Die vorliegende Arbeit umfasst aeroakustische Untersuchungen an herunterskalierten Modellen im Windkanal. Bisher ist ungeklärt, inwieweit sich Ergebnisse aus Windkanalexperimenten auf einen reale Züge übertragen lassen. Die Windkanalexperimente finden in der Regel bei wesentlichen kleineren Reynolds- und Machzahlen statt. Des weiteren ist nicht geklärt, inwieweit der Detaillierungsgrad des Modells für die Aeroakustik eine Rolle spielt.