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Weiterentwicklung und Untersuchung eines Strömungsakustik-Lösers für rotierende Gitter in OpenFOAM®

* Presenting author
Day / Time: 20.03.2018, 14:40-15:00
Room: MW 0350
Typ: Vortrag (strukturierte Sitzung)
Abstract: Strömungslärm, z.B. ausgehend von Turbomaschinen, spielt eine immer wichtigere Rolle bei der Bewertung von neuen Produkten, deren Spektrum von einer Flugzeugturbine bis zum Lüfter einer Klimaanlage reicht. Eine Möglichkeit zur Vorhersage des entstehenden Schallfeldes bieten die hybriden Verfahren der Strömungsakustik. Die zugehörigen Störungsansätze führen dazu eine Trennung der Zustandsgrößen ein, die eine losgelöste Simulation der Strömung und der darauf aufbauenden Akustik ermöglicht.Eine besondere Herausforderung bei der numerischen Simulation stellt die Berücksichtigung von rotierenden Geometrien dar. Um bei voller örtlicher Diskretisierung die resultierende Schallausbreitung korrekt abzubilden, sind vor allem die Gitterübergänge zwischen stehenden und rotierenden Abschnitten entscheidend.Im gegenwärtigen Beitrag wird ein vorhandener Finite-Volumen Strömungsakustik-Löser für die Berechnung mit rotierenden Gittern weiterentwickelt. Dazu werden zunächst die bereits bestehenden dynamischen Gitter-Routinen der Open-Source Simulationsumgebung OpenFOAM® bezüglich ihrer Anwendbarkeit in Verbindung mit den Störungsverfahren der Strömungsakustik untersucht. Anschließend werden Terme zur Berücksichtigung eines rotierenden Bezugssystems in die akustischen Gleichungen integriert, um schließlich eine nahezu unbeeinflusste Schallentstehung sowie Ausbreitung berechnen zu können. Abschließend werden die Auswirkungen der Berücksichtigung von rotierenden Gittern anhand eines geeigneten Testfalls beleuchtet und in Hinblick auf ihre Anwendbarkeit und Genauigkeit diskutiert.