FOR 508:  Noise Generation in Turbulent Flows

• Fachliche Zuordnung: Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5470251

In dieser deutsch-französischen Forschergruppe werden neue Konzepte zur Simulation turbulenter Strömungen betrachtet. Da die Analyse des Schallfeldes sehr stark von der Qualität der Simulation der Schall erzeugenden Strömung abhängt, benutzen wir LES und DNS als Grundlage, um die Schallerzeugung und Schallausbreitung vorherzusagen. Ziele dieses Forschungsvorhabens sind unter anderem verschiedene Ansätze der Aeroakustik zu untersuchen, zu vergleichen und schlussendlich auch erheblich zu verbessern ? in Anbetracht der Möglichkeiten, welche uns die Computertechnik heute im LES/DNS-Zeitalter eröffnet. Das Ergebnis sollen neue Einsichten in die grundlegenden Lärmentstehungsmechanismen sein, um daraus neuartige Konzepte zur Lärmreduzierung abzuleiten. Ferner ist es erklärtes Ziel, die verschiedenen Fachrichtungen der numerischen Strömungsmechanik (CFD) mit denen der numerischen Aeroakustik (CAA) zu kombinieren. Strahllärm im Überschall- und im Unterschallbereich stellt das gemeinsame Problem dar, welches in dieser Forschergruppe untersucht wird.Das Ziel, Strahllärm vorhersagen und reduzieren zu können, begründete die Anfänge der Aeroakustik bereits vor über 50 Jahren durch Sir James Lighthill und gerade heutzutage besteht weiterhin dringender Bedarf an Lärmverminderung, z.B. im Bereich des wachsenden Luftverkehrs. Denken wir nur an die Anwohner großer Flughäfen, die einer stetigen Lärmbelastung ausgesetzt sind. Die Simulation von Lärm, der durch turbulente Abgasstrahle von Triebwerken erzeugt wird, stellt eine große Herausforderung an die eingesetzten numerischen Methoden dar. Außerdem rechtfertigt die Tatsache, dass Strahllärm auch noch in anderen industriellen Anwendungen auftritt, die Wahl dieses gemeinsamen Benchmarkproblems unserer Forschergruppe.Es ist ein erklärtes Ziel, fortgeschrittene numerische Instrumente zur Lärmvorhersage und Lärmreduktion zu entwickeln, die den Lärmpegel des Abgasstrahls um ca. 10 dB zu vermindern vermögen. Die hierfür nötigen Bestandteile sind effiziente numerische Algorithmen um das Strömungsfeld und das Schallfeld zu berechnen, eine Verbesserung der Modellierung von Lärmentstehung und Lärmausbreitung, eine robuste und stabile Beschreibung der Akustik in starken Scherströmungen und verbesserte nicht-reflektierende Randbedingungen. Die deutsch-französische Kooperation wird das Spektrum der numerischen und theoretischen Forschung erheblich erweitern und den gegenseitigen Transfer von Wissen und Daten fördern.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: Frankreich

Projekte

• Fluid-acoustic coupling and wave propagation (Antragsteller Munz, Claus-Dieter )
• Low-dimensional modelling of turbulent jet noise (Antragsteller Sesterhenn, Jörn Lothar )
• Mechanisms and Active Control of Jet-Induced Noise (Antragsteller Rist, Ulrich )
• Noise Prediction for a Turbulent Jet (Antragsteller Schröder, Wolfgang )
• Numerical simulation of jet mixing noise associated with engine exhausts (Antragsteller Thiele, Frank )
• Physikalisch motivierte Grobstruktur-Modellierung zur Verbesserung der Vorhersage von Lärm (Antragsteller Oberlack, Martin )
• Shock-induced noise in supersonic jets (Antragsteller Sesterhenn, Jörn Lothar )

• Sprecher: Professor Dr. Claus-Dieter Munz
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr. Patrick Bontoux; Professor Dr.-Ing. Wolfgang Schröder