Hybride Verfahren zur Berechnung der tonalen Schallerzeugung von Turbomaschinen: 4 Tabellen
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Köln
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
2013
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Forschungsbericht / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
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VERZEICHNIS DER FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN IX
1 EINLEITUNG 1
1.1 BEGRIFFSKLAERUNG
HYBRIDE VERFAHREN
1
1.2 DIE NOTWENDIGKEIT HYBRIDER VERFAHREN 2
1.3 UEBERBLICK UEBER VERSCHIEDENE KOPPLUNGSALISAETZE 5
1.3.1 KOPPLUNG DURCH VOLUMENQUELLTERME 5
1.3.2 GEBIETSFORTSETZUNG - OBELFLAECHENKOPPLUNG 7
1.4 HYBRIDE VERFAHREN IN DER TURBOMASCHINENAKUSTIK 8
1.5 ZERLEGUNG IN AERODYNAMISCHE UND AKUSTISCHE ANTEILE 11
1.6 AUFBAU UND ZIEL DER ARBEIT 13
2 NUMERISCHE VERFAHREN ZUR MODELLIERUNG DER TEILGEBIETE 15
2.1 QUELLGEBIET 16
2.1.1 PHYSIKALISCHER MECHANISMUS DER SCHALLERZEUGUNG 16
2.1.2 NUMERISCHE UMSETZUNG: DAS CFD-VERFAHREN TRACE 19
2.2 AUSBREITUNGSGEBIET 21
2.2.1 PHYSIKALISCHE MECHANISMEN DER SCHALLAUSBREITUNG 21
2.2.2 NUMERISCHE UMSETZUNG: DAS CAA-VERFAHREN PIANO 22
2.3 FERNFELD 24
2.3.1 KONVEKTIVES FW-H-VERFAHREN IM ZEITBEREICH 26
2.3.2 KONVEKTIVES FW-H-VERFAHREN IM FREQUENZBEREICH 29
2.3.3 POSITIONIERUNG DER INTEGRATIONSFLAECHE 30
2.4 ZUSAMMENFASSUNG 32
3 METHODEN ZUR KOPPLUNG DER TEILGEBIETE 33
3.1 TRANSFORMATION DER CFD-DATEN INS RUHENDE BEZUGSSYSTEM 35
3.2 INTERPOLATION DER SCHWANKUNGSGROESSEN 37
3.3 REKONSTRUKTION DER SCHALLQUELLE IM RINGRAUM 41
3.3.1 MODALER ANSATZ NACH OVENDEN UND RIENSTRA 41
3.3.2 UMGANG MIT WIRBELSTAERKEWELLEN 47
3.3.3 DAS ERWEITERTE TPP-VERFAHREN (XTPP) 52
3.4 EFFIZIENTE ANBINDUNG DES FERNFELDVERFAHRENS 59
3.4.1 FW-H-FORMULIERUNG FUER AXIALSYMMETRISCHE INTEGRATIONSFLAECHEN 59
3.4.2 VALIDIERUNG ANHAND ANALYTISCHER SCHALLQUELLEN 62
3.4.3 EIGENSCHAFTEN DES VERFAHRENS 65
3.5 ZUSAMMENFASSUNG 69
VII
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INHALTSVERZEICHNIS
4 ANWENDUNG AUF REALISTISCHE KONFIGURATIONEN 71
4.1 SCHALLAUSBREITUNG IM EINLAUFKANAL - DLR-UHBR GEBLAESESTUFE .... 71
4.1.1 BERECHNUNG DER SCHALLERZEUGUNG DURCH DIE GEBLAESESTUFE ... 74
4.1.1.1 ERZEUGUNG EINES GEEIGNETEIL RECHENGITTERS ....... 74
4.1.1.2 STROEMUNGSFELD IM QUELLGEBIET 77
4.1.2 BERECHNUNG DER SCHALLAUSBREITUNG IM EINLAUFKANAL 80
4.1.2.1 ERZEUGUNG EINES GEEIGNETEN RECHENGITTERS 83
4.1.2.2 ANALYSE UND VERGLEICH DER ERGEBNISSE . 84
4.2 SCHALLAUSBREITUNG IM NEBENSTROMKANAL - ROLLS-ROYCE GEBLAESESTUFE 87
4.2.1 ERZEUGUNG EINES GEEIGNETEN RECHENGITTERS . . . 87
4.2.2 AERODYNAMISCHE ERGEBNISSE . I 90
4.2.3 ANALYSE DES DRUCKFELDES . . . 91
4.2.4 VERGLEICH MIT EXPERIMENTELLEN DATEN 96
4.3 SCHALLABSTRAHLUNG IM FREIFELD - OFFENER GEGENLAEUFIGER ROTOR AL-PX 7
. 98
4.3.1 ERZEUGUNG EINES GEEIGNETEN RECHEUGITTERS 99
4.3.2 AERODYNAMISCHE ERGEBNISSE . 102
4.3.3 PROJEKTION DER SCHWANKUNGSGROEKEN INS
FEMFELD . 106
5 SCHLUSSFOLGERUNGEN 111
5.1 ZUSAMMENFASSUNG V. -111
5.2 DISKUSSION . 113
5.3 AUSBLICK 114
LITERATURVERZEICHNIS 117
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 129
TABELLENVERZEICHNIS 131
A VON DEN NAVIER-STOKES-GLEICHUNGEN ZU DEN KANALMODEN 133
A.L BILANZGLEICHUNGEN AUS SCHADE UND KUNZ [85] 133
A.L.L LINEARISIERTE EULERGLEICHUNGEN 133
A.1.2 ISENTROPE STROEMUNGEN 134
A.2 KONVEKTIVE WELLENGLEICHUNG 134
A.3 ALLGEMEINE LOESUNG . . . 135
A.4 SCHALLDRUCKPEGEL UND SCHALLLEISTUNGSPEGEL 136
A.5 DEFINITION DER KONVEKTIVEN WELLENZAHL 137
B NEBENRECHNUNGEN ZUM FW-H-VERFAHREN 139
B.L BERECHNUNG DES
BETRAGS
DES EMISSIONSVEKTORS 139
B.2 ANALYTISCHE LOESUNG EINES MONOPOLS IM FREIFELD 140
VIII
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