Numerische Untersuchung von Laufrad-Leitrad Kombinationen
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Abstract:
Bei der Entwicklung neuer Ventilatoren ist neben den aerodynamischen Eigenschaften das erzeugte Geräusch von großer Bedeutung. Besonders bei Geräten, die in der Nähe von Menschen eingesetzt werden (Wärmepumpen, Dunstabzugshauben, PC-Kühlung) ist eine geringe Lärmentwicklung wichtig.Ventilatoren werden oft mit Nachleiträdern ausgestattet. Neben der Reduktion des Dralls im Abströmfeld können diese zudem als Tragestruktur für Motor und Laufrad verwendet werden. Durch den Einsatz von Nachleiträdern ist ein deutlicher Einfluss auf die Akustik zu beobachten.Neben experimentellen Untersuchungen der Akustik, gewinnen numerische Verfahren (CAA – Computational Aero Acoustics) für die Entwicklung von Ventilatoren zunehmend an Bedeutung. Diese ermöglichen einen detaillierten Einblick in die lokalen Strömungsphänomene.Im Rahmen dieser Untersuchung wird der Einfluss verschiedener Laufrad-Leitrad Kombinationen auf das erzeugte Geräusch mit verschiedenen Berechnungsmethoden simuliert. Die Ergebnisse werden anschließend mit experimentellen Daten verglichen. Dabei wird sowohl das breitbandige und tonale Geräusch untersucht. Es zeigt sich, dass besonders mit hochauflösenden Rechenmethoden (LES) viele akustische Phänomene korrekt vorhergesagt werden können. Durch den Vergleich verschiedener Laufrad-Leitrad Kombinationen können Rückschlüsse auf den Geräuschentstehungsmechanismus gezogen werden.