Diese Arbeit stellt eine Strategie zur Berechnung von impulsivem Hubschrauber-Rotorlärm vor. Die Vorgehensweise beruht auf der Anwendung der Euler/Kirchhoff-Methode, welche eine gekoppelte aerodynamische/akustische Methode zur Lösung von Euler- und Wellengleichung darstellt. Speziell das neu entwickelte Kirchhoff-Verfahren wird mit seiner Vielzahl von Teilproblemen genau dargestellt. Die Anwendung der gekoppelten Methode wird ausführlich anhand des transsonischen Lärms (HSI) und des Lärms durch Blatt/Wirbel-Wechselwirkung (BVI) am Hubschrauber-Hauptrotor diskutiert. Zur Berechnung von BSI-Lärm kommt ein zusätzliches aerodynamisches Verfahren, ein sogenanntes Wirbelgitterverfahren zum Einsatz. Bezüglich der Berechnung von HSI-Lärm wird ein spezieller Netzgenerator vorgestellt. Im Schwebeflugfall lassen sich mit den so erhaltenen Rechennetzen und dem Euler-Verfahren hervorragende aerodynamische Lösungen berechnen, welche die akustischen Drücke mit hoher Genauigkeit beinhalten. Zum Kirchhoff-Verfahren kann eine Vielzahl von Detaillösungen vorgestellt werden, welche zu einer deutlichen Effizienzsteigerung führen. Im auftriebslosen Schwebeflugfall lässt sich auf diese Weise eine hervorragende Übereinstimmung mit experimentellen Ergebnissen erzielen. Für den auftriebsbehafteten Vorwärtsflug ist aufgrund höherer numerischer Dissipation und Diffusion keine direkte Euler-Rechnung möglich. Bei geeigneter Positionierung der Grenzfläche zwischen aerodynamischer und akustischer Rechnung (Kirchhoff-Fläche) wird eine gute Übereinstimmung zwischen Ergebnissen der Euler/Kirchhoff-Rechnung und experimentellen Ergebnissen erreicht. Die Berechnung von BVI-Lärm, wie er im Hubschrauberflug auftritt, stößt bei Berücksichtigung kompressibler Effekte an die gegenwärtigen Grenzen der Rechenkapazität moderner Großrechner. Mit der verfolgten Vorgehensweise lassen sich trotzdem qualitativ richtige Schallsignale berechnen, welche auf einzelne Wechselwirkungen zwischen Rotorblatt und freien Blattspitzenwirbeln zurückzuführen sind. Das Verfahren eignet sich sehr gut zur grundlegenden Untersuchung der auftretenden dreidimensionalen, instationären Effekte, welche zur Emission von BVI-Lärm führen.
Eine Euler/Kirchhoff-Methode zur Berechnung von impulsivem Hubschrauberrotorlärm
1999
105 Seiten, Bilder, Tabellen, 66 Quellen
Theses
German
Helicopter rotor noise prediction using ONERA and DLR Euler/Kirchhoff methods
Tema Archive | 1999
|Eine neue Methode zur Berechnung der Reibungskraft in den Fuehrungen der Werkzeugmaschinen
Automotive engineering | 1998
|