Publikationen der Professur

Ziel des von der DFG und dem BMBF geförderten Verbundprojektes SWING+ (Simulation of Wing Flow Noise Generation) ist die Bereitstellung von Verfahren zur Vorhersage des aerodynamisch erzeugten Schalls an umströmten Flugzeugbauteilen. Zur Zeit ist es aus Gründen der verfügbaren Rechenkapazitäten nicht möglich, die Schallerzeugung in komplexen Strömungen mit direkten, numerischen Simulationen zu behandeln. Es wird daher nach Methoden gesucht, die die vergleichsweise weniger aufwändigen Verfahren mit Hilfe der Simulation gemittelter Gleichungen ausnutzen. Am IAS wird dazu das sogenannte
SNGR-Verfahren verwendet. Die bei dem Mittelungsprozess geglättete Turbulenz wird dabei mit Hilfe synthetisch erzeugter Turbulenz den weiteren Berechnungsschritten zugeführt.
Frühere numerische und experimentelle Arbeiten haben gezeigt, dass die Geräuschentstehung an der Klappenseitenkante ein äußerst komplexer physikalischer Vorgang ist. Die drei wesentlichen aeroakustischen Quellen sind die Interaktion der turbulenten Strömung mit der Hinterkante der Klappe, mit dem Klappengehäuse und mit der Seitenkante der Klappe. Als erster Modellfall wird die Schallerzeugung an der Hinterkante einer turbulent überströmten ebenen Platte untersucht.
In einer Diplomarbeit wurde die Anwendbarkeit des SNGR-Verfahrens zur Berechnung von Hinterkantenlärm in Fortführung früherer Untersuchungen behandelt. Dazu wurden zweidimensionale Simulationen an einer ebenen Platte und am NACA0012 Tragflügelprofil durchgeführt, wobei u.a. die Strömungsgeschwindigkeit und verschiedene Parameter des Verfahrens variiert wurden.
An der ebenen Platte zeigte der Vergleich des Verfahrens hinsichtlich der Richtcharakteristik der Schallabstrahlung eine gute Übereinstimmung mit einer am AIA (RWTH Aachen) durchgeführten Rechnung, welche auf einer Grobstruktursimulation (LES) basiert, und mit dem theoretisch zu erwartenden Ergebnis (Kardioide).
Des weiteren wurde im Rahmen der Diplomarbeit beispielsweise die mit dem CFD-Löser FLOWer des DLR ermittelte zeitgemittelte Strömung an der unendlich dünnen, ebenen Platte mit Messungen im aeroakustischen Windkanal des Institutes bei Ma = 0.11 verglichen. Dabei wurde die 3d-Hitzdrahtmesstechnik verwendet. Es wurde eine gute Übereinstimmung zwischen Rechnung und Messung festgestellt.
Zur Validierung der numerischen Untersuchungen wird ein umfangsreiches Messprogramm absolviert. Die Hitzdrahtmessungen für den ersten Testfall, die dünne, ebene Platte, wurden erfolgreich abgeschlossen. Derzeit werden Voruntersuchungen an einem Tragflügelprofil (NACA0012) durchgeführt.
Zur Validierung der Simulationen zur Schallabstrahlung sind Messungen mit einem Mikrofonarray erforderlich /4/. Derzeit befindet sich am IAS ein Mikrofonarray im Aufbau. Dieses zeichnet sich durch seinen modularen Aufbau und die darin begründeten vielfältigen Einsatzmöglichkeiten aus. Außerdem werden mit einem einzelnen Mikrofon Messungen zur Schallausbreitung und zur Richtcharakteristik der Schallabstrahlung an Testfällen durchgeführt.

1997 - 2004

Drittmittel

Dr.-Ing. Nikolai Kalitzin, Dr.-Ing. Andriy Borisyuk

keine

http://www.ias.et.tu-dresden.de

Nein

Nein

Nein

Schallerzeugung, Tragflügel, Modellierung, CAA (Computational Aeroacoustics)