DAGA 2010 - Deutsche Gesellschaft für Akustik eV

184 DAGA 2010 Programm
Mi. 16:05 Grashof C 116 Aeroakustik Versuch/Simulation I
Schallentstehung bei Tragflügeln mit Hinterkantenausblasen
J. Winkler und T. Carolus
Universität Siegen, Institut für Fluid- und Thermodynamik
Zur Minderung des Schalls in Strömungsmaschinen mit Rotor und Stator,
der auch als ”Interaktionsschall” z.B. bei Flugzeugtriebwerken bekannt
ist, wird diskutiert, den Rotornachlauf durch Luftausblasen aufzufüllen.
Diese Arbeit überträgt den Sachverhalt auf den ebenen Tragflügel.
Ein erstes Ziel der hier beschriebenen Arbeit ist es, durch geschicktes
Ausblasen nicht nur makroskopisch den Nachlauf aufzufüllen,
sondern auch die Nachlaufturbulenz zu verringern. Die Turbulenzreduktion
würde zu einer verminderten Interaktion der Nachlaufturbulenz
mit der Statorvorderkante führen (Breitbandschallreduktion). Ein zweites
Ziel der Arbeit ist es, den Schall zu beschreiben und zu minimieren,
der durch den Ausblasvorgang selbst entsteht (”self-noise”). Für die
Studie wird ein Tragflügelelement mit Ausblasschlitzen an der Hinterkante
versehen. Der Flügel wird sowohl einzeln als auch in Tandemanordnung
untersucht. Zunächst wird der einzelne Tragflügel mit Ausblasen
betrachtet. Schallmessungen werden in einem kleinen aeroakustischen
Windkanal durchgeführt. Das ”self-noise” wird mit einem Prognoseverfahren
auf Basis einer Grobstruktursimulation der Umströmung (LES)
und einem analytischen Modell sowie alternativ einer exakten Schallausbreitungsberechnung
mit einem modernen CAA-Verfahren berechnet
und mit den Messungen verglichen. In einem zweiten Schritt wird
die Tandemanordnung untersucht. Hier wird auf Basis von Nachlaufturbulenzdaten
der ”Interaktionsschall” mit einem analytischen Verfahren
berechnet und ebenfalls mit Messungen verglichen. Abschließend wird
das Potential der Breitbandschallminderung durch geschicktes Ausblasen
abgeschätzt.
Mi. 16:30 Grashof C 116 Aeroakustik Versuch/Simulation I
Schallentstehung und turbulente Grenzschicht an der Hinterkante
poröser Profile
T. Geyer, E. Sarradj und C. Fritzsche
BTU Cottbus
Die turbulente Umströmung der Hinterkante ist eine der HauptschallquellenanTragflügeln,
zum Beispiel an Ventilatoren, Windrädern und
Verdichtern. Eine bekannte Möglichkeit zur Minderung des Hinterkantenschalls
an Tragflügeln ist die Verwendung von Profilen aus porösem
Material.
Übliche analytische Modelle zur Berechnung des Hinterkantenschalls
nichtporöser Profile beruhen auf der Grenzschichtverdrängungsdicke
als maßgeblichem Parameter. Viele dieser Modelle basieren auf der Arbeit
von Ffowcs-Williams und Hall, wobei angenommen wird, dass die