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Hydroakustische Untersuchung eines Schaufelprofils in einem nabenlosen Propellersystem basierend auf dem EIF-Verfahren und der „Moving-Least-Squares“-Methode

* Presenting author
Day / Time: 18.03.2019, 15:30-16:00
Room: Saal 3
Typ: Vorkolloquium
Abstract: Nabenlose Propeller induzieren sowohl aus strömungsmechanischen als auch aus konstruktiven Gründen im Vergleich zu klassischen Propellerantrieben eine wesentlich geringere Schallabstrahlung. Eines der Strömungsphänomene, die für die Gesamtschallemission des Propellersystems verantwortlich sind, ist die Interaktion der Strömung mit dem Schaufelprofil. Im Sinne einer ersten Erforschung des Gesamtsystems erfolgt in diesem Beitrag eine Untersuchung des strömungsinduzierten Schalls eines Schaufelprofils in einem nabenlosen Propellersystem.Die Berechnung der Akustik erfolgt dabei mit dem sogenannten „Expansion about Incompressible Flow” (EIF) - Ansatz nach Hardin und Pope beziehungsweise Shen und Sørensen. Dieser stellt ein hybrides Verfahren dar und gehört der Gruppe der „hydrodynamic/acoustic splitting“ (HAS) – Ansätze an. Zur räumlichen Diskretisierung der EIF-Gleichungen wird die „Moving-Least-Squares” (MLS) - Approximation nach Lancaster und Salkauskas herangezogen. Die MLS-Methode verspricht besonders vorteilhafte Eigenschaften im Zusammenhang mit unstrukturierten Netzen. Zur Simulation des Strömungsschalls wird die Finite-Volumen Simulationssoftware OpenFOAM® eingesetzt.Die Ergebnisse einer zweidimensionalen Akustiksimulation des Schaufelprofils, basierend auf dreidimensionale Strömungssimulationsdaten, werden vorgestellt und analysiert. Hierbei wird auf die Besonderheiten gegenüber der Umströmung von isoliert-betrachteten Schaufelprofilen eingegangen. Untersucht werden auch die Unterschiede, die sich bei der Anwendung der MLS-Methode im Vergleich zu den Standardinterpolationsmethoden aus OpenFOAM® ergeben. Abschließend findet ein erster Vergleich der Simulationsergebnisse mit Messdaten anhand eines Kreuzleistungsspektrums statt.