Akkustische Nahfeldholographie in Brennkammern

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Christian Oliver Paschereit
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2006 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5469750

Ziel des Projektes ist die Lokalisierung von Verbrennungs-Schallquellen in geschlossenen Brennkammern mit Hilfe einer größeren Zahl von Schalldruckmesswerten wandbündig angeordneter Mikrofone. Analytische und experimentelle Voruntersuchungen haben gezeigt, dass diese Aufgabe voraussichtlich lösbar ist, obwohl die typischerweise auftretenden Schallwellenlängen groß im Vergleich zur Ausdehnung der Brennkammer sind. Der Schlüssel zum Erfolg der Analyse ist die Berücksichtigung des Schalldruck-Nahfeldes. Dieses klingt mit wachsender Entfernung von den Quellen sehr schnell ab und kann nur von Mikrofonen, deren axiale Position nicht weit von der Quellposition entfernt ist, mit ausreichender Amplitude erfasst werden. Mit dem neuen Verfahren wird das instationäre Schallfeld der Quellen rekonstruiert, es handelt sich daher um eine spezielle Art der Nahfeld-Holographie. Das Verfahren wird zur Anwendung auf periodische und stationär stochastische Schalldruckfelder entwickelt. In Voruntersuchungen konnte gezeigt werden, dass sich die axiale und radiale Position einzelner Quellen sehr gut bestimmen lässt. Die Bestimmungsgenauigkeit der azimutalen Position ist dagegen geringer. Die entwickelte Analysemethode soll im Rahmen dieses Projektes auf die Modellbrennkammer des Teilprojektes TP5 der Forschergruppe Verbrennungslärm angewendet werden. Bei einem Erfolg sind Fortschritte bei der Aufklärung der Schallentstehungsmechanismen und der Vorhersage der Schallemissionen in Flammen zu erwarten. Unbeantwortet blieb bisher beispielsweise, warum der akustische Wirkungsgrad geschlossener Brennkammern um Größenordnungen größer als derjenige von offenen Brennkammern ist. Die erfolgreiche Bearbeitung dieses Antrags ist auch für die Lösung von Schallfeldproblemen in industriellen Brennkammern von großem Interesse.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 486: Combustion Noise Initiative
• Participating Person: Professor Dr. Lars Enghardt