Charakterisierung additiv gefertigter Strukturen zur Schallreduktion in Rohrströmungen - Berchtenbreiter, Benedikt; Becker, Stefan (Fortschritte der Akustik - DAGA 2019, 2019)

Charakterisierung der akustischen Eigenschaften von Axiallüftern in Rohrleitungen - Berchtenbreiter, Benedikt; Becker, Stefan (Fortschritte der Akustik - DAGA 2018, 2018)

Silencers in Flow Ducts using Double-Layer MPA - Berchtenbreiter, Benedikt; Grützner, Dominik; Czwielong, Felix; Becker, Stefan (30th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, 2024, 2024)
Microperforated absorbers (MPA) are an established technology for the attenuation of sound in flow-carrying ducts. MPAs usually consist of a microperforated panel (MPP) in combination with a back volume. The damping maxima of MPAs occur in the range of their resonant frequencies and the effect is narrowband compared to passive porous or fibrous absorbers, which damp broadband at high frequencies. The resonant frequencies of MPAs decrease with increasing back volume. To reduce the required back volume, a double-layer MPAs with an additively manufactured porous absorber underneath the MPP as an acoustic metamaterial are introduced. The advantage of using additively manufactured absorbers over conventional absorbers is that the acoustic properties can be specifically adapted to the required impedance boundary conditions. The reflection, transmission and dissipation of the investigated mesh structures correspond to the characteristics of porous absorbers. The effective fluid properties of the individual grating structures were successfully determined using the admittance matrix of the structures. With the possibility of modelling the grids as an effective fluid, a design of the double-layer MPA was obtained. The results show that the additively manufactured absorbers reduce the required back volume by up to 13% in comparison to a single layer version. Finally, measurements were carried out with channel flow at Mach numbers up to 0.1. The sound-attenuating effects of both single-and double-layer MPAs were changed in the frequency and amplitude depending on the flow velocity parameters.
CRIS-Team Scopus Importer:2024-09-06

Transmission und Reflexion akustischer Wellen in Rohrleitungssystemen - Berchtenbreiter, Benedikt; Müller, Johannes; Becker, Stefan (43. Jahrestagung für Akustik, 2017)
Die Charakterisierung der akustischen Eigenschaften von Objekten in Rohrströmungen stellt aufgrund der Disparität der Druckskalen eine große Herausforderung dar. Der Schalldruck wird vom hydrodynamischen Druck, der um mehrere Zehnerpotenzen größer ist, maskiert und kann daher mit einzelnen Mikrofonen oder Druckaufnehmern nicht bestimmt werden.  Das gelingt mit dem akustischen Multi-Port-Modell, das auf der Verwendung mehrerer Sensoren beruht. Ausgehend von der Aufspaltung des komplexen Schalldrucks in eine hin- und eine rücklaufende Welle werden die passiven Eigenschaften von Objekten in Rohrströmungen und die Schallemissionen berechnet. Die passiven Eigenschaften fassen die Transmission und Reflexion von Schallwellen zusammen. Das Multi-Port-Modell wird für die Ausbreitung der ebenen Welle unter veränderten Randbedingungen validiert. Untersuchungen mit unterschiedlichen Drucksensoranzahlen bestätigen die theoretische Annahme, dass der Einfluss von Störgrößen und Messunsiche!  rheiten mit steigender Sensoranzahl reduziert wird. Zusätzlich werden die Auswirkungen verschiedener Randbedingungen wie beispielsweise variierender Messzeiten verringert. Um Fehler bei der Berechnung der akustischen Eigenschaften aufgrund von Modenkopplung zu minimieren, muss der axiale Abstand benachbarter Sensoren kleiner als die halbe Wellenlänge der betrachteten Frequenz sein. Die azimuthalen Sensorpositionen hingegen spielen bei der Untersuchung der ebenen Welle keine Rolle, da der Schalldruck nur entlang der Rohrachse alterniert.
Keywords: Akustik; Rohrleitung; Multi-Port-Modell