Numerische Studie zur Sensor- und Aktuatorplatzierung für die aktive Ausbreitungssteuerung von Biegewellen in einer finiten und semi-infiniten isotropen Platte
* Presenting author
Abstract:
Die aktive Steuerung der Körperschalltransmission stellt eine alternative Möglichkeit der globalen Lärm- und Schwingungsreduktion dar. Durch die Umlenkung oder Unterbrechung des Energieflusses in einer Struktur können akustisch relevante Abschnitte, beispielsweise im Passagierbereich, an Schwingungen gehindert werden, die von stromaufwärts liegenden Aggregaten (APUs, Hecktriebwerke) ausgesendet werden.Dieser Beitrag befasst sich mit der numerischen Analyse der Platzierung von Sensorik und Aktuatorik für eine solche Barriere für den Körperschall. Dazu werden virtuelle Sensoren auf einer homogenen isotropen Platte platziert, welche sowohl die kinematischen Größen -Schnelle und Winkelgeschwindigkeit- als auch die dynamischen Querschnittsgrößen -Querkräfte und Momente- an einer Stelle bestimmen können. Auf Basis dieser virtuellen Signale wird eine optimale Feed-Forward-Steuerung ausgelegt, um mittels zweier Punktkraftreihen verschiedene Kombinationen der Messgrößen zu reduzieren. Um die Auswirkungen auf stehende und laufende Wellen zu untersuchen, wird die Platte sowohl finit als auch semi-finit betrachtet.In dieser numerischen Studie kann ein Barriereeffekt durch Nutzung mehrerer Querschnittsgrößen im Vergleich zu einer einfachen Schnellensteuerung gezeigt werden. Bei reiner Schnellensteuerung ist hier keine globale Beruhigung möglich. Bei Hinzuziehen der Winkelgeschwindigkeit als Zielgröße zeigt sich bereits eine globale Reduktion bei einem Sensorabstand von 0.5 Wellenlängen. Durch die Steuerung zusätzlicher Querschnittsgrößen kann der notwendige Sensorabstand noch auf ca. eine Wellenlänge vergrößert werden.