Das Projekt "Aeroakustischer Windkanal" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fakultät Elektrotechnik, Institut für Technische Akustik durchgeführt. Der neue aeroakustische Windkanal des Instituts fuer Technische Akustik wurde projektiert, gefertigt und installiert. Der Radialventilator (1,4 kW) saugt ueber einen ca. 4 m langen Schalldaempferkanal die Luft aus dem Messraum an und drueckt sie, gleichfalls ueber einen 4 m Schalldaempfer, wiederum in den Messraum zurueck. Der Duesendurchmesser betraegt 0,2 m, die maximale Freistrahlgeschwindigkeit im Duesenquerschnitt maximal 40 m/s. Der Luftstrom vor der Duese wird mit Stroemungsgleichrichtern und Turbulenzsieben geglaettet. Im diffusen Schallfeld des Messraumes wurde bei einer Strahlgeschwindigkeit von 30 mls ausserhalb des Luftstromes ein Schalldruckpegel von 47 dB(A) gemessen. Gegenwaertig werden die aeroakustischen Charakteristiken des Kanals ermittelt. Er soll zu Untersuchungen auf dem Gebiet der Stroemungsakustik eingesetzt werden, z. B. zur Messung der Schallerzeugung an Bauteilen und der Pseudoschallentstehung an Mikrofonen und Windschutzeinrichtungen.
Das Projekt "Vergleich und Bewertung der Berechnungsmoeglichkeiten fuer aerodynamisch erzeugten Schall" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Akustik und Sprachkommunikation durchgeführt. Zur Vorausberechnung des Laerms instationaerer Stroemungen bei niedrigen MACH-Zahlen sind verschiedene stroemungsakustische Analogien, das Energiekonzept und weitere theoretische Konzeptionen (z.B. MAE-Verfahren) bekannt. Ziel des Projektes ist der Vergleich der Analogien untereinander (insbesondere auch auf Basis der Quellterme der inhomogenen Wellengleichung) sowie gegenueber dem Energiekonzept, und zwar hinsichtlich der physikalischen Interpretation, der analytischen bzw. numerischen Auswertbarkeit, der Anwendung fuer konkret definierte Stroemungen sowie der Leistungfaehigkeit im Vergleich mit bekannten experimentellen Ergebnissen. Als 'Teststroemungen' fuer den beabsichtigten Vergleich sind elementare Stroemungsvorgaenge (z.B. idealisierte Wirbel, Wirbelsysteme) vorgesehen. Im Ergebnis dieser bewertenden Gegenueberstellung ist die treffsichere Handhabung der Theorien der aerodynamischen Schallerzeugung zu erwarten (Laermprognose, primaere Laermbekaempfung im Sinne der Stroemungsbeeinflussung), des weiteren Aussagen zum Einfluss der Naeherungen und Vereinfachungen bei allen untersuchten, theoretischen Konzepten auf die Berechnung des Fernschallfeldes.
Das Projekt "Numerische Untersuchungen der Wanddruckschwankungen und der Schallabstrahlung elementarer Geschwindigkeitsfelder in instationaeren Grenzschichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fakultät Elektrotechnik, Institut für Technische Akustik durchgeführt. Druckschwankungen auf einer Stroemungsberandung lassen sich in Analogie zur Wirbellaermtheorie der Stroemungsakustik mit dem LAMBschen Wirbelvektor (als Quellterm der POISSONgleichung) in Beziehung setzen. Das Integral dieses Quellterms berechnet ueber einen Wirbelfaden kann als Kraft interpretiert werden. Diese Darstellung ermoeglicht die Diskussion der Strukturen im Geschwindigkeitsfeld und ihrer Beziehung zum Wanddruckfeld anhand einer skalaren Groesse, die unmittelbar an die Vorticity gebunden ist. Diese Struktur des Skalars kann auch bei dreidimensionalen Problemen ausgezeichnet visualisiert werden. Am Beispiel der direkt simulierten Anfachung einer zweidimensionalen Stoerung in einer Blasius-Grenzschicht und der K-Typ Transition einer Grenzschicht ueber einer Platte ist das instationaere Wanddruckfeld in seiner Beziehung zum wandnahen Geschwindigkeitsfeld untersucht worden. Gleichzeitig wurde die Schallerzeugung bei diesen Vorgaengen durch die direkte Berechnung der akustischen Quellterme aus den Stroemungsfeldgroessen studiert. Es zeigte sich, dass das zeitliche Simulationsmodell gut fuer die Berechnung der Schallerzeugung geeignet ist, da sich der stromab vollziehende Transitionsvorgang als eine zeitliche Aufeinanderfolge der Stadien darstellt. Die bei der o. g. Transition zu unterscheidenden Stadien werden sowohl in der Struktur des Druckquellterms (in der Form der Ergiebigkeit des LAMBschen Vektors) als auch durch das Wanddruckfeld erkennbar. Das raeumlich periodische Verhalten der angefachten TOLLMIEN-SCHICHTING-Welle wird durch die Wanddruckfelder widergespiegelt. Beide Simulationen zeigen qualitativ dieses Ergebnis. Die maximalen Wanddruckschwankungen treten beim Zusammenbruch der kohaerenten dreidimensionalen Strukturen auf. Diese Tatsache ist deutlich aus den zeitlichen Effektivwerten ablesbar. Der Ort des Zusammenbruchs kann damit anhand der Wanddruckschwankungen lokalisiert werden. Die Studie der zweidimensionalen Anfachung ergab, dass die raeumliche Periodizitaet der TOLLMIEN-SCHLICHTING-Welle in Stroemungsrichtung in den Effektivwerten der Wanddruckschwankungen erhalten bleibt, solange sich die Welle linear verhaelt. Die Schallerzeugung im Anfangsstadium der Transition ist erwartungsgemaess gering. Die Frequenz der angefachten TOLLMIEN-SCHICHTING-Welle dominiert im zeitlichen Verlauf sowie im Schalleistungsspektrum. Die hoechste akustische Aktivitaet tritt gleichfalls beim Zusammenbruch der geordneten A-Wirbelstrukturen auf. Spaeter, bzw. weiter stromab, bei vollentwickelter Turbulenz ist die zeitliche Variabilitaet der Quellintegrale generell geringer. Hauptbeitrag zur Schallerzeugung leistet der in Stroemungsrichtung liegende Dipol der Wandschubspannung.
Das Projekt "Rohrschall- und Abgasschalldaempfer: Erforschung massgebender stroemungsakustischer Mechanismen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Drittes Physikalisches Institut durchgeführt. Dieses Projekt, das verschiedene Arbeiten zu dem Forschungsthema zusammenfasst und das von verschiedenen Seiten gefoerdert wurde und wird, zielt auf die Optimierung und Weiterentwicklung von Rohrschalldaempfern, z.B. Abgasschalldaempfern hin, bei denen die Stroemung einen wesentlichen Einfluss hat. Dabei werden sowohl Reflexions- als auch Dissipationsschalldaempfer betrachtet. Im Zusammenhang mit resonanzartigen Schalldaempfern spielen stroemungsakustische Instabilitaeten eine wichtige Rolle, die nicht generell unterdrueckt werden muessen, sondern in Spezialfaellen eine positive Rolle spielen, z.B. zur Erhoehung der Resonatorguete eingesetzt werden koennen. Fuer diese Untersuchungen wurde und wird eine Messmethode und die dazu notwendinge Apparatur zur Bestimmung der akustischen Streufaktoren (Reflexions- und Transmissionsfaktoren) von durchstroemten Objekten aufgebaut und weiterentwickelt.