Computational Aeroacoustics – CAA

Wir haben eine umfassende Expertise in Forschung und Entwicklung sowie Problemlösungen bei Fragestellungen der Numerischen Aeroakustik / Computational Aeroacoustics (CAA). Übliche Anwendungsfälle sind die Schallausbreitung mit Strömungseinfluss mit schallabsorbierenden Oberflächen in Gebieten mit komplexen Berandungen. Beispiele sind der Einlauf- oder Bypasskanal von Flugtriebwerken und Gebläse für Anwendungen in Industrie und Klimatisierung (HVAC). Mit fortschrittlichen Lösern und Tools aus Eigenentwicklung führen wir Optimierungen akustischer Absorber mit einer hohen Anzahl von Parametern durch > Liner-Optimierung.

Unser CAA-Löser CFDNoise basiert auf den sog. Euler-Differentialgleichungen (linearisiert / nichtlinear), mit denen sich die Schallausbreitung in strömenden Medien simulieren lässt. Zur Lösung wird ein speziell auf Schallausbreitung optimiertes numerisches Verfahren hoher Ordnung verwendet. Es können Schallquellen mit modaler- und breitbandiger Anregung simuliert werden. Akustische Absorber werden als Impedanzrandbedingung mit flexibler Freqeunzabhängigkeit abgebildet. Das ermöglicht auch die Optimierung neuartiger Liner-Konzepte wie z.B. dem Special Acoustic Absorber (SAA) Liner, der durch komplex geformte Resonanzräume sowohl räumlich als auch im Frequenzbereich eine komplexe Variation seiner Dampfungscharakteristik aufweist .

Für die gradientenbasierte Optimierung von Impedanzrandbedingungen verwenden wir einen adjungiertn Löser. Dieser ermöglicht die effiziente Berechnung von Gradienten – auch mit vielen tausend Parametern. Sensitivitätsanalysen mit hunderttausenden Gradienten (punktweise) ermöglichen wegweisende Erkenntnise zur räumlichen Verteilung von akustischen Absorbern. Die Simulation lässt sich durch Fernfeldintegration auch auf Punkte im Fernfeld, außerhalb des Rechengebiets, ausweiten. Ergebnis CAA-Rechnung, Bild links: Simulierter Schalldruckpegel inner- und außerhalb eines Teststands für Axialventilatoren mit akustischem Absorber. Ein komplexes Gemisch akustischer Rohrmoden im Innern führt zu einer stark gerichteten Schallabstrahlung.

Back >