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Eine Methode zur schnellen Fanlärmberechnung basierend auf einem aerodynamischen Mehrschnittverfahren

* Presenting author
Day / Time: 19.03.2019, 15:20-15:40
Room: Saal 4
Typ: Vortrag (strukturierte Sitzung)
Abstract: Um in der Vorauslegung eines Flugzeugtriebwerks die Akustik berücksichtigen zu können, ist es aufgrund der kurzen Entwicklungszyklen notwendig, schnelle Lärmvorhersagen machen zu können. Hierzu bietet sich beispielsweise eine analytische Berechnung der Schallquellen im Frequenzbereich an. Die Grundlage dafür bildet die Strömungsberechnung am Fan.In dem Fanakustik-Vorhersage-Tool PropNoise ist es unter anderem möglich, diese Berechnungen über einen einfachen Mittelschnittansatz durchzuführen. Dieser Ansatz unterliegt naturgemäß gewissen Einschränkungen, ist aber in der Lage, gute qualitative Abschätzungen für das Strömungsfeld zu liefern. Alternativ existiert die Möglichkeit, das Strömungsfeld aus einer 3D-RANS Berechnung zu extrahieren, was die Genauigkeit der Ergebnisse verbessert, aber auch die Laufzeit erhöht.Eine weitere schnelle und hinreichend präzise Methode bietet die Berechnung des Strömungsfelds mithilfe eines Mehrschnittansatzes (sogenannte Throughflow-Solver), die insbesondere in der Vorauslegung weit verbreitet ist. Die radiale Verteilung der Strömungsgrößen wird über eine radiale Kraft- und Impuls-Gleichgewichts-Beziehung bestimmt. Durch die Erweiterung mit weiteren Modellen können unter anderem Kanalwandeffekte, wie Wandgrenzschichten und Blattspitzenwirbel, berücksichtigt werden.In diesem Paper wird eine erste Anwendung des neuen Ansatzes gezeigt, wobei die neue Methode dazu genutzt wird, die Lärmemission eines modernen Fans mit hohem Nebenstromverhältnis abzuschätzen und die Ergebnisse mit den anderen beiden Methoden zur Bestimmung des Strömungsfelds gegenüberzustellen und auszuwerten.