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FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Aerodynamische und akustische Grundbegriffe Frank Kameier VL Lärmschutz Professor.

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Präsentation zum Thema: "FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Aerodynamische und akustische Grundbegriffe Frank Kameier VL Lärmschutz Professor."—  Präsentation transkript:

1 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Aerodynamische und akustische Grundbegriffe Frank Kameier VL Lärmschutz Professor Dr.-Ing. Frank Kameier einfache Aerodynamik instationäre und turbulente Strömungen akustische Grundbegriffe Reynolds-Gleichung akustische Wellengleichung

2 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Momentanwert=Mittelwert + Schwankungsgröße [ V ] [V DC ] [V AC ] Instationäre Aerodynamik zeitliche Schwankungsgrößen Frank Kameier VL Lärmschutz

3 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik laminare und turbulente Strömung (Reynoldscher Farbfadenversuch) Quelle: Liggett, Caughey, Fluid Mechanics - An Interactive Text, ASME 1998 Frank Kameier VL Lärmschutz

4 FH D Fachhochschule Düsseldorf Institut für Strömungsmaschinen laminare und turbulente Strömung (Reynoldscher Farbfadenversuch) Quelle: Liggett, Caughey, Fluid Mechanics - An Interactive Text, ASME 1998 Frank Kameier VL Lärmschutz

5 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Reynoldszahl c = charakteristische Geschwindigkeit D= charakteristischer Durchmesser = kinematische Zähigkeit laminares und turbulentes Rohrströmungsprofil U~r 2 /17 Frank Kameier VL Lärmschutz

6 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik zeitliche Schwankungsgrößen allgemeine Rechenregeln Frank Kameier VL Lärmschutz

7 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Beispiel: Prandtlsches Staurohr in turbulenter Strömung 0 Frank Kameier VL Lärmschutz

8 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Schalldruck und Schallschnelle Schalldruckpegel (menschliche Hörschwelle bei 1000 Hz) Frank Kameier VL Lärmschutz

9 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Effektivwert Schalldruckpegel Frank Kameier VL Lärmschutz

10 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Schallintensität Schallgeschwindigkeit für ideale Gase Energieflußdichtevektor Energiesatz h=spez.Enthalpie Schallleistung Frank Kameier VL Lärmschutz

11 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Kalkül wird aufwendig für die Berechnung mehrdimensionaler Strömungen mit Abhängigkeit der Geschwindigkeit c von t, x, y Frank Kameier VL Lärmschutz

12 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik lokale und konvektive Beschleunigung - Ableitungen nach der Zeit lokale Beschleunigung konvektive Beschleunigung substantielle Beschleunigung = nicht linear Frank Kameier VL Lärmschutz

13 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik konvektive Beschleunigung lokale Beschleunigung nicht linear Frank Kameier VL Lärmschutz

14 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Impulsgleichung inkompressible Strömung Zähigkeit konstant 0 Beschleunigung Erdbeschleunigung Druck Reibung (Navier-Stokes-Gleichung) Frank Kameier VL Lärmschutz

15 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Reynoldsgleichung Impulssatz für inkompressible newtonsche Fluide (Navier-Stokes-Gleichung) Mittelwerte und Schwankungsgrößen Frank Kameier VL Lärmschutz

16 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Reynoldsgleichung turbulente Zähigkeit Turbulenzmodelle etc. zeitliche Mittelung der Gleichung Konti-Gl. und Produktregel rückwärts nicht lineare partielle Differentialgleichung mit Orts- und Zeitabhängigkeit Frank Kameier VL Lärmschutz

17 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Wirbelschleppen - instationäre und turbulente Strömungen Quellen: WDR, Quarks, 6/1999, M.Schober, Frank Kameier VL Lärmschutz

18 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik akustische Betrachtungsweise Konti-Gleichung Impuls-Gleichung 0 (reibungsfrei)(Erdbeschleunigung) 0 Frank Kameier VL Lärmschutz

19 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik 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 Frank Kameier VL Lärmschutz

20 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Lösung der akustischen Wellengleichung 3-dimensionale Wellenausbreitung axial - radial - azimutal Frank Kameier VL Lärmschutz

21 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Zusammenfassung Frank Kameier VL Lärmschutz


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