Schallminderung an einer umströmten Tandem-Zylinder-Anordnung durch poröses Material
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Abstract:
Der an Teilen des Fahrwerks von Flugzeugen entstehende Umströmungsschall wird oftmals vereinfacht an einer sogenannten Tandem-Zylinder-Anordnung untersucht, bei der sich in einem definierten Abstand stromab eines Zylinders ein zweiter Zylinder gleichen Durchmessers befindet. Der dabei entstehende Schall ist durch einen starken tonalen Anteil gekennzeichnet. Für diese Anordnung existiert auch ein sogenannter Benchmark-Test, und in der Folge haben bereits viele Forscher diese Anordnung sowohl experimentell als auch numerisch untersucht.Basierend auf Untersuchungen an umströmten Einzelzylindern, deren aerodynamische Schallentstehung durch die Verwendung einer porösen Ummantelung deutlich gemindert werden konnte, ist diese Maßnahme in einer aktuellen experimentellen Studie auf eine Tandem-Zylinder-Anordnung angewandt worden. Dabei wurden sowohl beide Zylinder einzeln als auch beide gleichzeitig mit verschiedenen, offen-porösen Materialien ummantelt und in einem aeroakustischen Windkanal umströmt. In Abhängigkeit der Parameter der Ummantelung ergibt sich für den Schall im Fernfeld ein deutlich schmaleres tonales Maximum sowie eine Verschiebung des tonalen Schalls zu tieferen Frequenzen. Zusätzlich sorgen die porösen Ummantelungen für eine effektive Minderung des breitbandigen Strömungsschalls. Die Ergebnisse zeigen außerdem deutlich, dass eine Modifikation des stromauf positionierten Zylinders einen weitaus größeren Effekt auf das Umströmungsgeräusch hat als eine Modifikation des stromab gelegenen Zylinders.