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Schallquellenlokalisation aus CAA Simulationen von Ventilatorflügeln mit Hilfe von Mikrofon-Array Techniken

  • Die CAA Simulation stellt ein wertvolles Hilfsmittel zum Verständnis aeroakustischer Phänomene in Ventilatoren dar. Im Rahmen der Simulation werden große Mengen transienter Daten erzeugt, die ausgewertet werden müssen. Neben den Akustikergebnissen an geeigneten Mikrofonpositionen sind die transienten Daten aller Strömungsgrößen im Nahfeld verfügbar. Frequenzgefilterte Visualisierungen sowohl der Druckfluktuationen auf der Oberfläche des Flügels als auch der akustischen Quellterme haben in den untersuchten Fällen nicht verlässlich die relevanten Orte der Schallentstehung gezeigt. Bedingt durch Interferenzen im Nahfeld werden nicht alle Fluktuationen auf der Oberfläche als Schall abgestrahlt. Der Einsatz von Mikrofon-Array Techniken zur Schallquellenlokalisation hat sich dagegen als eine sehr gut geeignete Methode herausgestellt. Für einen stehenden und einen rotierenden Flügel wurden experimentell vorhandene Arrays in Simulationsmodellen nachgebaut. Die Akustik im Fernfeld wurde über die FW-H Gleichung bestimmt. Es zeigen sich inDie CAA Simulation stellt ein wertvolles Hilfsmittel zum Verständnis aeroakustischer Phänomene in Ventilatoren dar. Im Rahmen der Simulation werden große Mengen transienter Daten erzeugt, die ausgewertet werden müssen. Neben den Akustikergebnissen an geeigneten Mikrofonpositionen sind die transienten Daten aller Strömungsgrößen im Nahfeld verfügbar. Frequenzgefilterte Visualisierungen sowohl der Druckfluktuationen auf der Oberfläche des Flügels als auch der akustischen Quellterme haben in den untersuchten Fällen nicht verlässlich die relevanten Orte der Schallentstehung gezeigt. Bedingt durch Interferenzen im Nahfeld werden nicht alle Fluktuationen auf der Oberfläche als Schall abgestrahlt. Der Einsatz von Mikrofon-Array Techniken zur Schallquellenlokalisation hat sich dagegen als eine sehr gut geeignete Methode herausgestellt. Für einen stehenden und einen rotierenden Flügel wurden experimentell vorhandene Arrays in Simulationsmodellen nachgebaut. Die Akustik im Fernfeld wurde über die FW-H Gleichung bestimmt. Es zeigen sich in beiden Fällen ähnliche Quellverteilung und Quellstärke in Experiment und Simulation. Zusätzlich bietet die Simulation den Vorteil, ohne wesentlichen Mehraufwand beliebig viele frei positionierbare Mikrofone nutzen zu können. Die Ergebnisse zeigen, dass sich der Nachteil der sehr kurzen physikalischen Zeit einer Simulation durch diesen Freiheitsgrad ausgleichen lässt. Die Analyse ist nicht nur im Hinblick auf physikalische Schallquellen hilfreich, sondern kann auch zur Lokalisierung von numerischem Störschall genutzt werden.show moreshow less

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Metadaten
Author: Andreas Lucius, Philipp Dietrich, Marius Lehmann, Marc Schneider, Thomas GeyerORCiD
URL:https://www.dega-akustik.de/publikationen/tagungsbaende/verzeichnisse/
Title of the source (German):Fortschritte der Akustik - DAGA 2019, 45. Jahrestagung für Akustik, 18.-21. März 2019 in Rostock
Document Type:Conference publication not peer-reviewed
Language:German
Year of publication:2019
Faculty/Chair:Fakultät 3 Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme / FG Technische Akustik
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