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Frank Kameier 2010 Folie 1 akustische Betrachtungsweise Konti-Gleichung Impuls-Gleichung 0 (reibungsfrei)(Erdbeschleunigung)

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Präsentation zum Thema: "Frank Kameier 2010 Folie 1 akustische Betrachtungsweise Konti-Gleichung Impuls-Gleichung 0 (reibungsfrei)(Erdbeschleunigung)"—  Präsentation transkript:

1 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 1 akustische Betrachtungsweise Konti-Gleichung Impuls-Gleichung 0 (reibungsfrei)(Erdbeschleunigung) 0

2 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 2 akustische Wellengleichung Aus der Thermodynamik folgt, dass dieser Term nur einen Beitrag für anisentrope Strömungen und für Strömungen mit einer sich von der Ruheschallgeschwindigkeit a o unterscheidenden Schallgeschwindigkeit a liefert. Wellengleichung mit 2. Orts- und 2. Zeitableitung lineare partielle Differentialgleichung

3 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 3 Lösung der akustischen Wellengleichung 3-dimensionale Wellenausbreitung axial - radial - azimutal

4 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 4 Költzsch, HdT Aeroakustik 2006

5 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 5 Reynoldszahl Strouhalzahl dimensionslose Anströmgeschwindigkeit (sofern Geometrie und Medium nicht variiert werden) dimensionslose Frequenz (sofern Geometrie nicht variiert wird)

6 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 6 Zylinderumströmung

7 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 7 Variation der Frequenz Quelle: Stüber,B., Untersuchung aerodynamisch erzeugter Schallfelder mit Hilfe der Modellmethode, Dissertation, TU München 1968.

8 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 8 Tacoma-Bridge (1940) Kármánsche Wirbelstraße verursacht Strukturschwingung U 68 km/h

9 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 9 Anordnung von Zylindern und Kármánschen Wirbelstraßen Blevins: Flow-Induced Vibration, 1990

10 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 10 Ferrybridge (GB) Kühltürme (1965) Kármánsche Wirbelstraße verursacht Strukturschwingung

11 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 11 Behinderung der Wirbelbildung Quelle: Blevins, Flow-Induced Vibration, 1990

12 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 12 Behinderung der Wirbelbildung an der Blattspitze: Winglet gegen das Überströmen der Blattspitze. am Turm: Spirale gegen die Bildung von Kármánschen Wirbelstrassen Quelle: Mechanical Engineering, Vol.121, No.12, Dec 1999 Frank Kameier Aeroakustik, HdT Essen, 11.10.2006 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik

13 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 13 Eselsbrücke Schallleistung Akustik Strömungstechnik (Schallintensität) (a=Schallgeschwindigkeit)

14 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 14 Zylinder-Platte Konfiguration D G Abstandvariation G ca. 0 - 60 mm (D=2 mm) f [Hz] Lp [dB]

15 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 15 Iterationsschritt 2163

16 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 16 Iterationsschritt 2163

17 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 17 Iterationsschritt 2164

18 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 18 Iterationsschritt 2165

19 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 19 Iterationsschritt 2166

20 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 20 Iterationsschritt 2167

21 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 21 Iterationsschritt 2168

22 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 22 Iterationsschritt 2169

23 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 23 Iterationsschritt 2170

24 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 24 Iterationsschritt 2171

25 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 25 Iterationsschritt 2172

26 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 26 Iterationsschritt 2173

27 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 27 moderate Auflösung und schlechtes Netz 1,5 Millionen Elemente strömungsakustische Mode

28 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 28 Zylinder-Platte-Konfiguration und rotierende Instabilitäten

29 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 29 Frank Kameier FH Düsseldorf Michael Winkler FH Köln Strömungsakustische Potenzgesetze

30 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 30 - nur Zylinder -

31 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 31 Vergleich des Schalldrucks verschiedener Messaufbauten – seitliches Mikrofon

32 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 32 - Zylinder / Platte -

33 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 33 Frank Kameier FH Düsseldorf Michael Winkler FH Köln vermutlich zu leise Freistrahl – eher U^8 Zylinder U^6 Zylinder+Turbulenz eher U^8 vermutlich Abstand Zylinder / Platte nicht für lautesten Punkt angepasst (aerodynamische Wellenlänge passt nicht)

34 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 34 Strömungsinduzierte Schwingung mit Feed-Back-Loop

35 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 35 Vortex Hydro Energy (Michael Bernitsas, www.memagazine.org, April 2010)www.memagazine.org http://www.vortexhydroenergy.com/

36 Frank Kameier 2010 http://www.stroemungsakustik.de Folie 36 Beispiel WKA -Behinderung der Wirbelbildung an der Blattspitze: Winglet gegen das Überströmen der Blattspitze. am Turm: Spirale gegen die Bildung von Kármánschen Wirbelstrassen Quelle: Mechanical Engineering, Vol.121, No.12, Dec 1999


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