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Validierung von Übertragungsmodellen für ortsfeste und rotierende Schallquellen in Strömungskanälen durch drucksensitive Farbe

Tag / Zeit: 17.08.2021, 14:00-14:20
Raum: Schubert 6
Typ: Regulärer Vortrag
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Zusammenfassung: Die Anwendung von drucksensitiver Farbe (Pressure Sensitive Paint, PSP) ermöglicht generell die Visualisierung von dynamischen Strömungsvorgängen. In dieser Arbeit soll sie zur Sichtbarmachung der von ortsfesten und rotierenden Schallquellen in einem Strömungskanal angeregten Moden eingesetzt werden. Analytische Quell- und Ausbreitungsmodelle kommen häufig bei der Untersuchung der Schallanregung von Turbomaschinen in Strömungskanälen zum Einsatz, als Beispiele seien die physikbasierte Vorhersageverfahren zur Lokalisierung von Schallquellen auf Rotor- und Statorschaufeln oder die aeroakustische Vorauslegung von Fanstufen genannt. Neben der vereinfachenden Annahme eines konstanten axialen Strömungsprofils werden dabei meist eine verlustfreie Schallausbreitung im Kanal und von der Kanalimpedanz unabhängige, ideale Punktschallquellen angenommen. Hier werden die Grenzen des analytischen Übertragungsmodells für ortsfeste und rotierende Quellen im Vergleich mit der Visualisierung durch PSP mittels Messungen an einem speziell entwickelten Versuchsstand untersucht, indem eine mit Lautsprechern besetzte Scheibe mittels einer Antriebswelle in Rotation versetzt werden kann. Der experimentelle Aufbau umfasst ein Mikrofonarray zur Durchführung von Radialmodenanalysen des akustischen Fernfeldes und der Einsatz von PSP ermöglicht die Visualisierung des Nahfeldes auf der Lautsprecherscheibe. Die Validierung der Übertragungsmodelle erfolgt jeweils durch Gegenüberstellung der modellierten und gemessenen Modenamplituden und Druckverteilung im Nahfeld. Im finalen Paper werden eine Auswahl der Ergebnisse vorgestellt und Möglichkeiten zur Verbesserung der analytischen Übertragungsmodelle diskutiert.