Das Projekt "Lokalisierung von Quellen des aerodynamischen und Roll-Laerms an schnellen Rad/Schiene-Fahrzeugen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt, Institut für Experimentelle Strömungsmechanik, Abteilung Turbulenzforschung Berlin durchgeführt. Im Rahmen des BMFT/DB-Forschungsvorhabens 'Erforschung der Grenzen des Rad/Schiene-Systems' wurden Messungen zur Lokalisierung von Schallquellen an schnellen Eisenbahnfahrzeugen durchgefuehrt. Dazu wurden zwei verschiedene Richtmikrofonsysteme eingesetzt: fuer hohe Frequenzen ein Hohlspiegel-Richtmikrofon der DFVLR Goettingen und fuer niedrige Frequenzen ein Reihen-Richtmikrofon mit 14 Mikrofonen der Uni Cambridge. Es wird angenommen, dass bei hohen Fahrgeschwindigkeiten der Umstroemungslaerm eine wichtige Schallquelle ist, besonders dann, wenn es (wie bei neueren Fahrzeugen) gelingt, das Rollgeraeusch zu vermindern. Deshalb wurde der Untersuchung des Umstroemungslaerms in diesem Vorhaben erhoehte Aufmerksamkeit gewidmet. Die Identifikation von Schallquellen des Rollgeraeuschs, die bei den Messungen mit aufgenommen werden, ist von Interesse fuer gezielte Laermminderungsmassnahmen auch an diesen Quellen. Es wurden Messungen mit beiden Richtmikrofonsystemen seitlich und mit dem Reihenrichtmikrofon auch oberhalb des Zuges ausgefuehrt. Die Auswertungen der bisher gesammelten Versuchsdaten ist abgeschlossen. Der oertliche Verlauf der Schallquellenstaerke am Zug und die Spektren der Laermquellen wurden bestimmt. Neben der Messung der Roll-Laermquellen wurde durch Messung ueber dem Zug das Umstroemungsgeraeusch isoliert.
Das Projekt "Vorhaben: Entwicklung und Implementierung akustischer Analogien zur numerischen Berechnung der Schallabstrahlung von Schiffspropellern mit RANS und LES Verfahren unter OpenFOAM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik, Lehrstuhl für Modellierung und Simulation durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens der Universität Rostock ist die Entwicklung und Implementierung eines Ffowcs-Williams Hawking (FW-H) Lösers zur numerischen Berechnung des Unterwasserschalls von Schiffspropellern im Fernfeld auf Grundlage der turbulenten Propellerumströmung. Aus der zu berücksichtigenden Kompressibilität des Wassers, der für die Ausbreitung des Schalls relevanten Form der freien Wasseroberfläche und der nicht vollständig geklärte Rolle der Turbulenz ergeben sich die wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele des Teilvorhabens: 1. Entwicklung von Verfahren zur Ableitung akustischer Quellfelder aus der hydrodynamischen Lösung; 2. Entwicklung, Implementierung und Validierung des FW-H Lösers in OpenFOAM; 3. Berechnung der Unterwasserschallabstrahlung von Schiffen mit dem entwickelten FW-H Löser; 4. Bewertung des Einflusses der Turbulenzmodellierung auf die nichtlinearen Schallanteile; 5. Modellierung der akustischen Wechselwirkung der freien Wasseroberfläche; 6. Berücksichtigung der kompressiblen Verzögerung durch die Entwicklung und Implementierung eines speichereffizienten forward-timestepping Verfahrens. Das Vorhaben leistet die Entwicklung mathematischer Modelle zur hydroakustischen Berechnung von Schiffspropellern (AP1.1), die in den CFD Programmcode OpenFOAM implementiert werden sollen (AP1.2). Für repräsentative Referenzfälle (AP1.3) werden Simulationsrechnungen durchgeführt (AP1.4), die die Validierung und Optimierung der entwickelten Methoden erlauben (AP1.5).
Das Projekt "Auswertung von Überflug- und Mikrofonarraydaten, Parametrisierung von Teilschallquellen - Teilprojekt D - EADS Deutschland GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Airbus Defence and Space GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die kurzfristige Lärmminderung durch leisere An- und Abflugverfahren. Unterschiedliche Verfahren sollen mit Hilfe verbesserter Simulations- und Berechnungsprogramme untersucht, bewertet und durch Flugversuche verifiziert werden. Die Arbeiten von EADS umfassen im wesentlichen Auswertungen von Überflugmessungen zur Entwicklung verbesserter Vorhersagemodelle für den Umströmungslärm bei Flugzeugen. Hierzu werden aus Überflug- und Mikrofonarraydaten, die teilweise vorhanden sind und teilweise in einer Messkampagne erhoben werden, mit einer Rückrechnungsmethode Quellparameter von Teilschallquellen ermittelt, die im Anschluss mit analytischen und semiempirischen Quellmodellen verglichen und angepasst werden. Optimierte An- und Abflugverfahren stellen ein Mittel zur kurzfristigen Reduktion der Lärmimmissionen in der Umgebung von Flughäfen dar und können daher einen wichtigen Beitrag zur Akzeptanz des Flugverkehrs leisten. Darüber hinaus werden die Arbeiten detailliertere Daten zum Umströmungslärm an Hochauftriebssystemen und Fahrwerken liefern. Diese Daten können in anderen Projekten, z. B . zur Weiterentwicklung von Hochauftriebssystemen genutzt werden.
Das Projekt "Projekt 2: Ueberfluglaermmessungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Antriebstechnik Köln, Abteilung Turbulenzforschung Berlin durchgeführt. Die betraechtliche Senkung des Triebwerkslaerms einerseits und die technische Entwicklung der Hochauftriebshilfen am Fluegel mit einer laermerhoehenden Wirkung andererseits haben dazu gefuehrt, dass das Umstroemungsgeraeusch moderner Verkehrsflugzeuge bei der Landung einen wesentlichen Anteil am gesamten vom Flugzeug abgestrahlten Laerm hat. Die bisherigen Entwuerfe von Hochauftriebshilfen und Fahrwerken sind allerdings nicht im Hinblick auf eine moeglichst geringe Laermabstrahlung optimiert worden, so dass ein erheblicher Spielraum fuer Laerm senkende konstruktive Massnahmen zu vermuten ist. Das Ziel des Vorhabens ist es, die dominierenden Laermquellen moeglichst vieler Flugzeugtypen so genau wie moeglich zu lokalisieren. Fuer diese Aufgabe wird von der DLR in Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbuero akustik - data eine akustische Antenne entwickelt, die das Landegeraeusch mit insgesamt 96 Mikrofonen aufzeichnet. Bei der spaeteren Auswertung der Signale wird die Lage der dominierenden Laermquellen am Flugzeug auf etwa 1 m genau bestimmt. so dass beispielsweise der Laerm bestimmten Elementen des Klappensystems zugeordnet werden kann. Vom Vergleich der verschiedenen Flugzeugmuster wird zusaetzlich Aufschluss ueber besonders leise Klappensysteme und Fahrwerke erwartet. Die Ergebnisse werden so rechtzeitig erwartet, dass sie noch in den Entwurf eines neuen europaeischen Grossraumflugzeugs eingehen koennen. Zusaetzlich ist aber auch die Beantwortung einer Reihe von offenen wissenschaftlichen Fragestellungen zum Umstroemungslaerm zu erwarten. die wichtig fuer die Entwicklung von Prognoseverfahren fuer den Umstroemungslaerm sind. Die fuer die Prognoseverfahren wichtigen Flugparameter werden durch die Mitarbeit der Deutschen Lufthansa bereitgestellt.
Das Projekt "Schallquellenortung an schnellen Rad/Schiene-Fahrzeugen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt, Institut für Experimentelle Strömungsmechanik, Abteilung Turbulenzforschung Berlin durchgeführt. In einem vorausgegangenen Forschungsvorhaben (TV 77 230) sind erstmals Messungen mit modernen Methoden der Schallquellenortung an schnellen Eisenbahnfahrzeugen ausgefuehrt worden. Ein weiteres Forschungsvorhaben mit aehnlichen Messungen zur Ortung der wichtigsten Schallquellen des Rad/Schiene-Laerms und des aerodynamischen Laerms und zur Feststellung ihrer Abhaengigkeit von der Fahrgeschwindigkeit wurde durchgefuehrt mit folgenden Zielen: optimale Anpassung der Ortungsmesstechnik mit dem Reihenrichtmikrofon; Untersuchung moeglicher Fehlerquellen wie Schallstreuung, Beugung und Reflexion, um ihren Einfluss auf die Messergebnisse zum R/S-Laerm und aerodynamischen Laerm abzugrenzen; Vorbereitung von Vergleichsmessungen an einem neuartigen Rad/Schiene Versuchs- und Demonstrationsfahrzeug (R/S-VD) auf der zukuenftigen R/S-Schnellfahrstrecke Rheine-Freren anhand eines gesicherten Datensatzes, der an konventionellen R/S-Fahrzeugen gewonnen wurde.
Das Projekt "Laermvorhersage an Hochauftriebssystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt, Institut für Entwurfsaerodynamik, Abteilung Technische Akustik durchgeführt. Zur Erzielung eines hohen Auftriebs fuer kurze Start- und Landephasen (Short Take-Off and Landing - STOL) bei Grossflugzeugen wird der Triebwerksstrahl oberhalb (Over-the-Wing Blown Flaps - OBF) oder unterhalb (Under-the-Wing Blown Flaps - UBF) eines Tragfluegel-Klappen-Systems umgelenkt. Bei der Anstroemung der Klappen koennen starke Wechseldruecke entstehen, die das Material in relativ kurzer Zeit ermueden und zu Bruechen fuehren, so dass die Kenntnis der Strukturbelastung fuer den Flugzeughersteller von grosser Bedeutung ist. Deshalb wurden die an den Tragfluegeln/Klappen einer YC-15 (UBF) von McDonnell Douglas Aircraft gemessenen Wechseldruecke waehrend eines einjaehrigen Aufenthaltes als Austauschwissenschaftler mit Hilfe eines Computers bei der US-Air Force, Dayton, Ohio, ausgewertet und anschliessend zur Entwicklung eines Laermvorhersageverfahrens benutzt. Es ist beabsichtigt, das bisherige Vorhersageverfahren durch Auswertung zusaetzlicher Daten zu erweitern, die an einer Boeing YC-14 gemessen wurden. Ziel dieser Aufgabe ist es, ein allgemein gueltiges Verfahren fuer Hochauftriebssysteme zu entwickeln. Bei der bisherigen Auswertung wurden grossraeumige akustische Strukturen entdeckt, die das Wechselfeld bestimmen.
Das Projekt "Umstroemungslaerm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt, Institut für Experimentelle Strömungsmechanik durchgeführt. Erforschung wichtiger Entstehungsmechanismen des Umstroemungslaerms von Flugzeugen in der Landekonfiguration und von schnellen Bodenfahrzeugen sowie des Windgeraeusches an Gebaeuden bzw. Gebaeudekomponenten. Ziel ist es, Methoden zur Vorausberechnung der Schallabstrahlung gegebener Konfigurationen und technisch brauchbare Massnahmen zur Minderung des Umstroemungslaerms zu entwickeln. Vorwiegend werden - neben theoretischen Arbeiten - stroemungsakustische Modellversuche in entsprechend ausgeruesteten Niedergeschwindigkeitswindkanaelen oder aehnlichen Versuchsstaenden benoetigt. Hierfuer wurden spezielle Messverfahren und Versuchsanordnungen entwickelt und erprobt. Erste Messungen an Flugzeugmodellen, Propellern und an Gebaeudeteilen wurden mit Erfolg durchgefuehrt. Ein Patent zur Verringerung des 'Trailing Edge Noise' bei ueberstroemten Klappen ist inzwischen erteilt.
Das Projekt "Vorhaben: eNoiSim - Effiziente Simulation der Schallabstrahlung von Propellern unter Berücksichtigung von Kavitation mit einem hybriden Randelementeverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Fluiddynamik und Schiffstheorie M-8 durchgeführt. Im Rahmen des Teilvorhabens 3 des Verbundvorhabens NoiseLES soll ein hybrides Randelementeverfahren entwickelt und validiert werden, mit dem es möglich ist, den abgestrahlten Schall von Propellern im Fernfeld unter Berücksichtigung von Kavitation zu prognostizieren. Die Grundidee dabei ist, die Strömung im Nahbereich des Propellers unter der Annahme von Reibungsfreiheit und Inkompressibilität durch die Laplacegleichung zu beschreiben, welche durch ein Randelementeverfahren mit relativ geringer Rechenkapazität gelöst werden kann. Für die darauf aufbauende Bestimmung des Schallfeldes bedient man sich Verfahren, die auf akustischen Analogien beruhen, bei denen aus der Normalgeschwindigkeit beliebiger Körperberandungen und der jeweiligen instationären Druckverteilung auf diesen Rändern - diese Informationen erhält man aus der Lösung der Laplacegleichung - akustische Monopole und Dipole abgeleitet werden können, die als Quellterme in die Ffowcs Williams-Hawkings-Gleichung (FW-H-Gleichung) eingehen. Die TUHH erweitert im Rahmen des Vorhabens ihr Randelementeverfahren panMARE hinsichtlich einer genaueren Erfassung von Kavitation und implementiert einen Löser für die FW-H-Gleichung in das Verfahren. Die Validierung des Verfahrens erfolgt durch Versuchsdaten, die vom Projektpartner SVA zur Verfügung gestellt werden. Anschließend soll das so entwickelte hybride Randelementeverfahren in eine Optimierungsumgebung integriert werden.
Das Projekt "Erarbeitung technologischer Grundlagen zur Steigerung des Einsatz- und Leistungspotentials neuartiger Scheibenwerkstoffe (Udimet 720 Li) für umweltschonende Flugtriebwerke mit hohem Nebenstromverhältnis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BMW Rolls-Royce durchgeführt. Das Anwendungspotential einer neuen Generation von Nickelbasislegierungen soll am Beispiel UDIMET 720 Li untersucht werden. Die Einfuehrung eines verbesserten hochwarmfesten Werkstoffes in kritischen rotierenden Bauteilen erfordert ein umfassendes Verstaendnis des Werkstoffverhaltens. Zentrales Thema dieses Vorhabens ist die Erarbeitung von Grundlagen fuer die Anwendung der hochwarmfesten Legierung UDIMET 720 Li. Im einzelnen sind dies: die Erforschung wichtiger Parameter im Fertigungsablauf, Untersuchung und Quantifizierung herstellungsbedingter Werkstoffehlstellen, Weiterentwicklung von zerstoerungsfreien Pruefverfahren, Entwicklung von Reparaturverfahren, Generierung einer Werkstoffdatenbasis an Proben und Komponenten und Entwicklung von Lebensdauermodellen. Mit diesem Programm werden die Grundlagen fuer ein umfassendes Verstaendnis von Werkstoff und Komponenten, hergestellt aus UDIMET 720 Li, geschaffen.
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