Modellierung einer akustischen Wandimpedanz unter Strömungseinfluss im Zeitbereich

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank Thiele
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 17321720

Das beantragte Forschungsvorhaben zum Thema Modellierung der akustischen Wandimpedanz unter Strömungseinfluss im Zeitbereich soll ein mit Unterstützung der DFG entwickeltes CAA-Verfahren zur Berechnung der Schallausbreitung in den Strömungskanälen von Flugtriebwerken um den wichtigen Einfluss von akustisch bedämpften Wänden (Linern) erweitern. Diese Fähigkeit ist für den Entwurf leiser Triebwerke unverzichtbar, da akustisch bedämpfte Wände die Schallabstrahlung von Triebwerken erheblich verringern. Die Wirkung von Schalldämpfern in Gegenwart von hohen Strömungsgeschwindigkeiten kann bislang nur völlig ungenügend beschrieben werden. Diese Lücke soll mit dem Vorhaben weitgehend geschlossen werden. Eine wichtige Eigenschaft eines Verfahrens zur Berechnung der Schallausbreitung in einem Strömungskanal ist die korrekte Beschreibung dreidimensionaler Geometrien und nicht axialsymmetrischer Wandimpedanzen, da die heute üblichen, in Umfangsrichtung geteilten Schalldämpfer die abgestrahlte Schallleistung als Folge einer Modenstreuung für bestimmte Frequenzkomponenten erheblich erhöhen können. Aufgrund bekannter Probleme bei der Modellierung dreidimensionaler strömungsakustischer Vorgänge im Frequenzbereich konzentriert sich das hier beantragte Projekt auf die dreidimensionale Modellierung von schallweichen Wandauskleidungen im Zeitbereich. Ziel des Projektes ist es, ein validiertes Verfahren zur Berechnung der Schallausbreitung in Strömungskanälen mit dreidimensionalen und axialsymmetrischen schalldämpfenden Auskleidungen (Linern) zur Verfügung zu stellen. Dabei wird mit der Michigan State University zusammengearbeitet. Zur Beschreibung axialsymmetrischer Fälle mit von der axialen Position unabhängiger Grundströmung und Wandimpedanz wird zusätzlich ein vorhandenes halbanalytisches Verfahren für harte Wände auf weiche Wände erweitert. Zur Validierung werden im Rahmen des Projekts Modellexperimente durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Lars Enghardt; Professor Dr.-Ing. Ulf Michel