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Numerische Untersuchungen der instationären Strömungstopologie eines nabenlosen Propellers und der resultierenden Hydroschallabstrahlung

Tag / Zeit: 17.08.2021, 10:20-10:40
Raum: Schubert 4+5
Typ: Regulärer Vortrag
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Zusammenfassung: Turbulente Strömungsstrukturen, wie sie beispielsweise in der Nachlaufströmung eines Propellers zu finden sind und den damit verbundenen hydrodynamischen Druckfluktuationen, führen zur Abstrahlung von Hydroschall ins Fernfeld. Im Rahmen eines von der DFG geförderten Verbundvorhabens zwischen der Universität Rostock und der Technischen Universität Hamburg wurde der Zusammenhang zwischen den instationären Strömungsstrukturen und der daraus resultierenden hydroakustischen Schallabstrahlung mittels numerischer und experimenteller Methoden untersucht. Hierfür wurde eine Prozedur zur Berechnung der Hydroakustik mittels Expansion-about-Inkompressible-Flow (EIF)-Ansatz auf Basis der instationären Druck- und Geschwindigkeitsfelder skalenauflösender numerischer Strömungssimulationen (Stress-Blended-Eddy-Simulation (SBES)), erarbeitet.Als Untersuchungsobjekt wurde ein nabenloser Propeller verwendet, welcher aufgrund seiner kompakten Bauweise auf Yachten, AUV’s oder auch ROV’s als Hauptantrieb oder zur Positionsstabilisierung eingesetzt wird. Systematische Untersuchungen bezüglich der Topologie, der Nachlaufströmung und der Hydroschallabstrahlung existierten von nabenloser Propeller bislang nicht. Die Auswertung beinhaltet die Analyse der instationären Strömungsstrukturen sowie der Verteilung des hydroakustischen Quellterms dp/dt aus den EIF-Simulationen. Weiterhin wurden die transienten Druckfelder auf Basis der die Proper-Orthogonal-Decomposition (POD)-Methode untersucht. Hierdurch konnten Rückschlüsse auf den Einfluss kohärenter Strömungsstrukturen und auf die hydroakustische Schallabstrahlung gezogen werden.