Sensitivitäten-basierte Optimierung aeroakustischer Probleme:
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|---|---|
| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
München
Verlag Dr. Huth
2016
|
| Edition: | 1. Auflage |
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| Online Access: | http://scans.hebis.de/HEBCGI/show.pl?37397424_toc.pdf Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | IX, 141 Seiten Diagramme |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1 1 Motivation 1
1 2 Stand der Forschung 2
1 3 Ziele der Arbeit 7
1 4 Aufbau der Arbeit 7
2 Physikalische und mathematische Grundlagen 9
2 1 Grundlagen der Strömungsmechanik 9
211 Turbulenz 11
212 Mehrphasenströmungen und Oberflächenspannung 16
2 2 Grundlagen der Aeroakustik 18
221 Grundgrößen der Schallausbreitung 18
222 Mechanismen und Modellierung aeroakustischer
Schallerzeugung 20
2 3 Grundlagen der Optimierung 23
231 Gradientenfreie Optimierungsverfahren 24
232 Gradientenbasierte Optimierungsverfahren 24
233 Methoden zur Gradientenbestimmung in der
Strömungsoptimierung 25
234 Oberflächenparametrisierung mit NURBS-Flächen 26
3 Sensitivitätsgleichungen des gekoppelten Systems 29
3 1 Herleitung der kontinuierlichen Sensitivitätsgleichungen der
Akustik 30
3 2 Herleitung der kontinuierlichen Sensitivitätsgleichungen der
Strömung 31
3 3 Herleitung der kontinuierlichen Sensitivitätsgleichungen für
die LES 32
331 Variante 1: Sensitiver Feinstrukturanteil, abhängig
von Geschwindigkeiten und Sensitivitäten 34
vii
Vlll
Inhaltsverzeichnis
332 Variante 2: Sensitiver Feinstrukturanteil, abhängig
von Sensitivitäten 37
4 Numerische Grundlagen 39
4 1 Räumliche Diskretisierung des Problemgebiets 39
4 2 Finite-Volumen-Verfahren 40
4 3 Lösung der Sensitivitätsgleichungen der instat Navier-Stokes-
Gleichungen 41
431 Diskretisierung der konvektiven Flüsse 43
432 Diskretisierung der diffusiven Flüsse 44
433 Zeitdiskretisierung 45
434 Druckkorrekturverfahren 47
435 Beschleunigungstechniken 48
4 4 Lösung der Sensitivitätsgleichungen der linearisierten
Eulergleichungen 49
441 ID Sensitivitätsgleichungen der LEE 50
442 Flussberechnung 51
443 Randbedingungen für die Sensitivitätsgleichungen der
linearisierten Eulergleichungen 54
444 Berechnung der sensitiven akustischen Quellen 54
445 Frozen-Fluid-Methode 55
446 Erweiterung auf heterogene Medien 56
4 5 Numerik von Mehrphasenströmungen 57
451 One-Fluid Formulierung 58
452 Zeitdiskretisierung der VOF-Methode 60
453 Räumliche Diskretisierung der VOF-Methode 62
454 CST-Modell 64
5 Verfahren zur aeroakustischen Optimierung
5 1 Implementierung
511 Strömungsakustiklöser
512 Sensitivitätenlöser
513 Optimierungsprogramm
5 2 Verifizierung der instationären Strömungssensitivitäten
5 3 Verifizierung der sensitiven Akustikgleichungen mit
Hintergrundströmung
531 Vergleich der akustischen Sensitivitäten mit
Finiten-Differenzen
5 4 Validierung der turbulenten Sensitivitäten
541 Strömung über periodische Hügel
542 Validierung
543 Ergebnisse der Strömungssensitivitäten
5 5 Akustische Optimierung einer laminaren Zylinderumströmung
551 Testfallkonfiguration 1: Steuerung des effektiven
Schalldrucks bzgl der Einströmgeschwindigkeit
67
67
68
69
69
71
76
79
82
82
86
93
98
98
Inhaltsverzeichnis ix
552 Testfallkonfiguration 2: Steuerung des effektiven
Schalldrucks bzgl der Geometrieparameter 102
6 Untersuchung der Akustik in Mehrphasenströmungen 111
6 1 Verifizierung der Akustik in heterogenen Medien 111
6 2 Akustik in Mehrphasenströmungen mit Oberflächenspannung 118
7 Zusammenfassung und Ausblick 121
7 1 Zusammenfassung 121
7 2 Ausblick 122
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