Erweiterung des Schallquellenlokalisierungsverfahrens SODIX zur Analyse tonaler Schallfelder
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Abstract:
Das inverse Lokalisierungsverfahren SODIX, das neben den Amplituden auch die Richtcharakteristiken der Schall-quellen ermittelt, wird vor allem für die Trennung der breitbandigen Schallfeldanteile von Flugzeugtriebwerken bei statischen Triebwerkstests eingesetzt. Das Verfahren beruht auf einem Ersatzschallquellenmodell, welches die von einem Mikrofonarray gemessene Kreuzspektralmatrix durch die inkohärente Überlagerung von gerichteten Punktschall-quellen modelliert. Die Gültigkeit des Verfahrens ist aufgrund des inkohärenten Quellmodells zunächst auf breitbandige Schallquellen beschränkt.In diesem Beitrag wird eine Erweiterung des SODIX-Verfahrens zur Schallquellenanalyse von Triebwerkstönen gezeigt. Hierfür wurde das Ersatzschallquellenmodell auf kohärente Quellen erweitert. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für die Untersuchung von Triebwerkstönen, da diese teil-kohärent aus dem Triebwerkseinlauf und dem Düsensystem abstrahlen können. Aufgrund der Unterbestimmtheit des neuen Gleichungssystems werden die Richtcharakteristiken der Quellen durch geeignete Basisfunktionen parametrisiert. Dies erlaubt eine deutliche Reduzierung der Anzahl der Freiheitsgrade der zu bestimmenden Quellparameter. Zusätzlich wird das kohärente Quellmodell mit Methoden des Compressed Sensing gelöst, die bereits erfolgreich bei der Modenanalyse von Schallfeldern in Kanälen eingesetzt werden. Eine wesentliche Annahme hierbei ist, dass die zu erwartende Quellverteilung dünn besetzt (sparse) ist. Erste Anwendungen des Verfahrens auf Triebwerkstöne zeigen, dass die abgestrahlten Beiträge der Fan-Töne am Triebwerkseinlauf und an der Düse durch das neue Verfahren korrekt lokalisiert werden können.