DAGA 2010 - Deutsche Gesellschaft für Akustik eV

Programm DAGA 2010 181
Mi. 10:10 Grashof C 116 Modelle u. Methoden Aeroakustik II
Einsatz von Integralverfahren zur Schallvorhersage am Beispiel
von Radiallaufrädern
C. Scheit a ,B.Karic a , A. Delgado a und S. Becker b
a Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Strömungsmechanik; b Univ.
Erlangen-Nürnberg, Prozessmaschinen und Anlagentechnik
Integralverfahren, basierend auf einer akustischen Analogie, werden
bereits seit einigen Jahrzehnten erfolgreich zur Berechnung von Fluglärm
eingesetzt. In den letzten Jahren wurden diese Verfahren auch zur
Schallvorhersage von Axial- und Radiallaufrädern eingesetzt. In dieser
Arbeit wird die akustische Analogie von Ffowcs Williams und Hawkings
vorgestellt. Die allgemeine Form kann für eine poröse, stationäre Integrationsfläche
vereinfacht werden. In dieser Form wird das Integralverfahren
zur Schallberechnung eines Radiallaufrades benutzt. Die dazu
erforderlichen Strömungsdaten werden aus einer transienten Strömungsberechnung
auf Basis der reynoldsgemittelten, kompressiblen Erhaltungsgleichungen
gewonnen. Es wird anhand experimenteller Daten
gezeigt, dass die Änderung der Schallabstrahlung durch eine Änderung
der Schaufelform mittels des hier vorgestellten hybriden Verfahrens vorhergesagt
werden kann. Dies ermöglicht es, Integralverfahren auch zur
akustischen Auslegung von Radiallaufrädern zu benutzen.
Mi. 14:00 Grashof C 116 Modelle u. Methoden Aeroakustik II
Accounting for sweep and lean in the design-to-noise of rotorstator
stages
S. Guerin und A. Moreau
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Berlin
This work presents a fast method for predicting the effects of stator
sweep and lean in the design-to- noise of turbofans. A line of acoustic dipoles
distributed along the leading edge of the stator vanes and oriented
perpendicularly to these imitates the noise source due to the interaction
of the rotor wakes with the vanes. The sound field generated is represented
by the eigenmodes of the Green’s function of an annular duct
with flow. The effect of stator sweep and lean is accounted for by adding
two new terms in the noise generation. The first term represents a phase
shift accounting for the fact that the sources distributed along a swept
and leaned leading edge are excited at different times by the incoming
rotor wakes. This time delay is responsible for destructive interferences
that mostly explain the noise reduction of the rotor-stator interaction tones.
The second term applies to both broadband and tonal interaction
noise. It accounts for the reduction of the normal component of the flow
impinging the stator vanes and for the sligthly increased length of the
leading edge . Moreover, the role of the interference effects is investigated
through the modal structure of the sound field.