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Performante Simulation der Schallabstrahlung von Elektromotoren mittels Modellordnungsreduktion

* Presenting author
Day / Time: 20.03.2019, 15:40-16:00
Room: Saal 5-b
Typ: Poster

Das Posterforum zu diesen Postern findet am Mittwoch von 16:00 - 16:40 Uhr direkt am Poster im ersten Obergeschoss - Posterinsel I - statt. Die Poster hängen von Dienstag morgen bis Donnerstag mittag.

Abstract: Der Betrieb von Elektromotoren kann unter bestimmten Betriebsbedingungen zu einer hohen Geräuschabstrahlung führen, wenn die internen elektromagnetischen Kräfte eine Eigenschwingung des Statorpakets anregen. Diese kritischen Betriebspunkte können mit Hilfe eines Campbell-Diagramms identifiziert werden. Die Erzeugung eines solchen Diagramms auf Basis numerischer Analysen ist rechenintensiv, insbesondere wenn der Motor über den Bereich tiefer Frequenzen hinaus analysiert wird. Modellordnungsreduktionsverfahren werden an dieser Stelle eingesetzt, um den Rechenaufwand zu reduzieren.Die Analyse des betrachteten Elektromotors ist in drei schwach gekoppelte Finite Elemente Simulationen aufgeteilt: Eine elektromagnetische, eine strukturdynamische und eine abschließende akustische Analyse, wobei sich diese Arbeit auf die Reduktion der Luftschallsimulation konzentriert. Auf Basis der Moment-matching-methode mit Krylov-Unterräumen wird ein neues Reduktionsverfahren entwickelt, welches mehrere Eingangs- und mehrere Ausgangsgrößen berücksichtigt. Die Oberflächengeschwindigkeitsmoden des Motorgehäuses werden hierbei als separate Eingangslastmuster für das Reduktionsverfahren verwendet. Für die Berechnung der Krylov-Unterräume wird ein strukturerhaltender Arnoldi-Algorithmus zweiter Ordnung verwendet.Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht die direkte Berechnung der abgestrahlten Schallleistung für alle Frequenzpunkte innerhalb eines betrachteten Frequenzbandes und ermöglicht eine zeiteffiziente Bewertung der abgestrahlten Schallleistung des Elektromotors.