Strömungs-Struktur-Akustik Interaktion in Radialventilatoren

In diesem Forschungsprojekt wird die Fluid-Struktur-Akustik-Interaktion in einem Radialventilator, der in einem Spiralgehäuse betrieben wird, untersucht. Das über die Strukturschwingungen des Gehäuses nach außen abstrahlende Schallfeld kann auf zwei verschiedene Arten angeregt werden. Die Anregung kann zum einen durch das instationäre Strömungsfeld innerhalb des Gehäuses (klassische Strömungsmechanik-Strukturmechanik-Wechselwirkung) und zum anderen durch strömungsbedingte akustische Druckschwankungen im Gehäuseinneren (Strömungsakustik- und dann akustische Strukturmechanik- Wechselwirkung) erfolgen. Das Forschungsprojekt konzentriert sich dabei auf das komplexe, multiphysikalische Problem der Strömungsmechanik, Strukturmechanik und Akustik einschließlich ihrer Kopplungen. Die Geräuschentwicklung von Radialventilatoren, die in einem Spiralgehäuse betrieben werden, ist ein noch offenes Forschungsproblem. Deshalb entwickeln wir Methoden, die es ermöglichen, den strömungsinduzierten Schall vom schwingungserzeugten Schall zu trennen. Dies ist mit experimentellen Messungen allein nicht möglich. Die in diesem Forschungsprojekt entwickelten Methoden führen zueinem umfassenden Verständnisder Schallentstehungsmechanismen und ermöglichen in weiterer Folge eine physikalischbasierteOptimierungzur Geräuschreduzierungvon Radialventilatoren. Das Hauptziel ist es, die multiphysikalischen Zusammenhänge der strömungsbedingten Schallabstrahlung von Radialventilatoren in Spiralgehäusen mit Hilfe eines kombinierten experimentell-simulationsbasierten Ansatzes zu untersuchen. Die numerischen Simulationsmethoden werden anhand von experimentellen Daten verifiziert und validiert. Anschließend werden die entwickelten Methoden zur Untersuchung der Schallerzeugung im Ventilatorlaufrad und der daraus resultierenden Schallabstrahlung eingesetzt.