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Identifikation von Dämpfung durch Schallabstrahlung durch numerische Modalanalyse des gekoppelten Struktur-Akustik Systems.

* Presenting author
Day / Time: 21.03.2019, 09:40-10:00
Room: Saal 4
Typ: Regulärer Vortrag
Abstract: Dämpfung durch Schallabstrahlung bezeichnet die Energiedissipation vibrierender Strukturen durch Schallabstrahlung ins akustische Fernfeld. Während die Dämpfung durch Schallabstrahlung oftmals vernachlässigbar ist, leistet sie bei Leichtbaustrukturen mit großen abstrahlenden Oberflächenflächen einen wesentlichen Beitrag zur gesamten Strukturdämpfung. Gezielte Maßnahmen zur Erhöhung der mechanischen Dämpfung sind nur dann zielführend, wenn die mechanische Dämpfung größer als, oder zumindest die gleiche Größenordnung aufweist wie die Dämpfung durch Schallabstrahlung. Daher existiert Bedarf an effizienten und flexiblen Methoden zur Quantifizierung der Dämpfung durch Schallabstrahlung in frühen Phasen des Designprozesses. In diesem Beitrag werden die modalen Werte der Dämpfung durch Schallabstrahlung durch eine Eigenwertanalyse des gekoppelten Struktur-Akustik-Systems bestimmt. Die Gleichungen der linearen, zeitharmonischen Akustik und Elastodynamik mittels der Randelementemethode und der Finite Elemente Methode diskretisiert. Durch Bildung des Schurkomplements wird das entkoppelte, reine Strukturmodell unter akustischer Last erhalten. Das nichtlineare Eigenwertproblem wird mittels polynomialer Approximation der akustischen Impedanzmatrix gelöst. Die auf diese Weise ermittelten Eigenvektoren entsprechen den Moden der Struktur unter Fluidlast. Aus den komplexen Eigenwerten lässt sich auf die modale Dämpfung aufgrund der Schallabstrahlung schließen. Der vorgestellte Ansatz wird am Beispiel einer Sandwichstruktur mit Honigwabenkern in Luft erprobt und die Ergebnisse werden mit anderen numerischen Ergebnissen sowie experimentellen Ergebnissen aus der Literatur vergleichen.