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Numerische Simulation des Strömungsgeräusches eines wandbündigen Zylinders

* Presenting author
Day / Time: 21.03.2018, 08:40-09:00
Room: MW 0250
Typ: Regulärer Vortrag
Abstract: In vielen modernen technischen Anwendungen ist Strömungslärm eine entscheidende Komponente des Gesamtgeräusches. Die Vorhersage des Strömungsgeräusches ist durch die Komplexität des Strömungsfelds selbst bei simplen Geometrien meist schwierig. Ein möglicher Ansatz für die Berechnung ist die numerische Simulation. Die großen Unterschiede der räumlichen Skalen von Akustik- und Strömungsvariablen machen jedoch eine direkte Simulation mit derzeitigen Rechnerleistungen zu teuer. Eine Lösung bietet die getrennte Berechnung des turbulenten Strömungsfelds und der Akustik. In diesem Vortrag wird die beispielhafte Umsetzung eines solchen hybriden Ansatzes für die Umströmung eines wandgebundenen Zylinders mit der OpenFOAM-Software vorgestellt. Der Ansatz besteht aus der Kombination einer Grobstruktursimulation (LES) des Strömungsfeldes mit der akustischen Analogie von Ffowcs-Williams-Hawkings (FW-H). Die zeitlich veränderlichen Druckschwankungen auf der Wand- und Zylinderoberfläche werden als akustische Quellterme für die FW-H-Gleichung verwendet und die Wirkung im Fernfeld berechnet. Die Ergebnisse werden für verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten im inkompressiblen Bereich gezeigt. Die Qualität der Simulationsergebnisse wird anhand von experimentellen Messdaten der Konfiguration aus einem aeroakustischen Windkanal bewertet.