Um die mögliche Minderung der Hinterkantenschallerzeugung von Tragflügelprofilen aus offenporösen Materialien zu untersuchen, fanden umfangreiche Messungen an einem nichtporösen Referenzprofil und 16 porösen Profilen in einem Freistrahllwindkanal bei subsonischen Strömungsgeschwindigkeiten statt. Das verwendete nichtporöse Profil besitzt eine SD7003-Geometrie, während die Geometrie der porösen Tragflügel aus Fertigungsgründen der eines SD7003-Proflls mit einer etwas dickeren Hinterkante entspricht. Die Sehnenlänge der Profile beträgt 0,235 m. Die porösen Materialien werden durch ihren längenbezogenen Strömungswiderstand und ihre offene Porosität charakterisiert. Gegenüber der glatten Oberfläche des nichtporösen Referenzprofils weisen die porösen Profile außerdem eine erhöhte Oberflächenrauigkeit auf. Akustische Messungen im Windkanal wurden mit Hilfe der Mikrofonarraymesstechnik durchgeführt, die Verarbeitung der Messdaten erfolgte mit Hilfe eines dreidimensionalen Beamforming-Algorithmus. Der gewählte Messaufbau hat eine untere Frequenzgrenze von etwa 1,5 kHz. Um die aerodynamische Effizienz der porösen Profile in die Auswertung einzubeziehen, erfolgte die Messung von Auftriebskraft und Widerstandskraft. Um Rückschlüsse auf die zugrunde liegenden Mechanismen der Schallreduktion zu erlauben, wurden zusätzliche Hitzdrahtmessungen in der Grenzschicht ausgewählter Profile durchgeführt.
Detailed acoustic measurements have been performed on a non-porous reference airfoil and a set of 16 porous airfoils at various flow speeds in an open jet wind tunnel in order to investigate the potential reduction of trailing edge noise that can be achieved by using airfoils made completely out of an open-porous material. The reference airfoil has an SD7003 shape, while the shape of the porous airfoils is basically that of an SD7003 airfoil with a slightly increased trailing edge thickness. The chord length of all airfoils is 0.235 m. All measurements were performed in subsonic flow with a corresponding maximum chord based Reynolds number of approximately 780,000. The porous materials are characterized by their air flow resistivity and, to a lesser extent, by their open volume porosity. Additionally, the porous materials have an increased surface roughness compared to the rather smooth surface of the reference airfoil. The acoustic measurements were performed using microphone array technology, and the resulting data were processed by the application of an advanced three dimensional beamforming algorithm. The acoustic measurement setup has a lower frequency limit of approximately 1.5 kHz. To include the aerodynamic efficiency of the porous airfoils in the analysis of the potential trailing edge noise reduction, the corresponding lift forces and drag forces have been measured. Additional hot-wire measurements in the turbulent boundary layer of a subset of the airfoils were performed to enable conclusions on the mechanisms that are responsible for the trailing edge noise reduction.
Trailing edge noise generation of porous airfoils
2011
179 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
English
Trailing edge noise generation of porous airfoils
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