Hybride Verfahren zur Berechnung der tonalen Schallerzeugung von Turbomaschinen

Kurzfassung

Es werden drei Ansätze zur Kopplung von CFD- und CAA-Verfahren untersucht: die direkte Interpolation der Schwankungsgrößen aus dem CFD- in das CAA-Gebiet für die zuströmseitige Schallausbreitung beim Turbofan, die Rekonstruktion der akustischen Schwankungen im CAA-Gebiet anhand der Ergebnisse der CFD-Simulation unter Verwendung eines analytischen Modells für die abströmseitige Schallausbreitung beim Turbofan und die Projektion der Schwankungsgrößen aus dem CFD-Gebiet zu beliebigen Beobachterpositionen durch Anwendung eines FW-H-Ansatzes für den Fall eines offenen gegenläufigen Rotors. Es wird gezeigt, dass bei Berücksichtigung der Eigenheiten der verschiedenen Verfahren und dementsprechend sorgfältiger Auslegung der Rechengitter die absoluten Schallpegel mit einer Genauigkeit von 1 – 2 dB wiedergegeben werden können. Die benötigten Ressourcen, in erster Linie Bearbeitungszeit und Rechenzeit auf einem Computercluster, sind gegenüber dem Ressourcenverbrauch eines experimentellen Vorgehens erheblich reduziert.