Selbsterregte Instabilitäten in Aero- und Thermoakustik

• Antragsteller: Professor Wolfgang Polifke, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik ; Akustik ; Technische Thermodynamik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406370883

Selbsterregte Instabilitäten, die aus rückgekoppelten Wechselwirkungen zwischen Strömung und Akustik bzw. Strömung, Verbrennung und Akustik resultieren, können z. B. in Pipelines oder Kraftwerken zu Pulsationen mit sehr hohen Amplituden führen. Pulsationen dieser Art verursachen erhebliche Umwelt-, Zuverlässigkeits- und Sicherheitsprobleme, da sie die Emissionen von Lärm oder Schadstoffen sowie Vibrationen und strukturelle Ermüdung erhöhen. Thermoakustische Motoren und Kühlaggregate hingegen induzieren und nutzen in gezielter Weise selbsterregte Schwingungen zur Erzeugung von Strom oder Kälte.Das SelfiXs Projekt wird neuere Ergebnisse der Physik nicht-Hermitscher Systeme (nicht-konservative Systeme) nutzen, um aus einer innovativen Perspektive, die sich auf die Erzeugung von Störungsenergie konzentriert, die Kopplung zwischen Strömung, Wärmefreisetzung und Akustik und insbesondere kürzlich entdeckten lokalisierten Moden zu untersuchen. Analytische Modelle und Simulationswerkzeuge sollen entwickelt und anhand neuer experimenteller Daten validiert werden.Die geplanten Arbeiten setzen sich zum Ziel neuartige Design- und Optimierungskriterien für Aero- und Thermoakustik zu formulieren, um das Risiko schädlicher, selbst-erregter Instabilitäten bei Energieumwandlung und -verteilung zu reduzieren. Darüber hinaus sollen die in SelfiXs entwickelten Methoden und Softwarewerkzeuge dazu beitragen, Leistung und Effizienz von thermoakustischen Geräten z. B. zur Stromerzeugung aus Abwärme erhöhen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartner: Dr. Yves Aurégan; Professor Dr. Guillaume Penelet