Numerisches Schema zur Berechnung von Δp als akustische Quelle in hybriden CFD-CAA Simulationen
Tautz M, Besserer K, Hüppe A, Kaltenbacher M, Becker S (2015)
Publication Language: German
Publication Type: Conference contribution, Conference Contribution
Publication year: 2015
Conference Proceedings Title: Fortschritte der Akustik – DAGA 2015
Event location: Nürnberg
ISBN: 978-3-939296-08-9
Abstract
Die Analogie von Lighthill ist eine Methode zur Berechnung von akustischen Quellen und Schallausbreitung in der Aeroakustik. Sie beschreibt eine inhomogene Wellengleichung für den Schalldruck und enthält akustische Quellen berechnet mit der 2. Ableitung des Lighthill-Tensors. Die Berechnung dieses Tensors in vereinfachter Form benötigt zum einen die Dichte und die Strömungsgeschwindigkeiten aus der Strömungssimulation. Es wird von einer kompressiblen Lösung der Navier-Stokes Gleichungen ausgegangen. Im Gegensatz dazu werden Strömungssimulationen in der Klima- und Lüftungstechnik aufgrund der niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten meist inkompressibel durchgeführt. Für diese Fälle lässt sich die Berechnung der zweifachen Ableitung des Lighthill-Tensors in die zweifache Ableitung des Strömungsdruckes, also Δp, überführen. Ein Verfahren zur Berechnung dieser Quellen auf dem CFD-Netz unter Zuhilfenahme des dualen Netzes wurde entwickelt. Zunächst wird dazu die erste Ableitung des Drucks auf dem dualen Netz berechnet und im Anschluss Δp auf dem CFD-Netz. Dabei werden jeweils Gauss-Verfahren angewandt. Besondere Beachtung wird der Randbehandlung gewidmet, da an den Wänden die Wandnormalenableitung des Drucks gleich Null sein soll. Die somit berechneten akustischen Quellen werden konservativ auf ein gröberes FE- Gitter interpoliert und auf diesem die Schallausbreitung zum Fernfeld simuliert. Getestet wurde dieses Verfahren am Beispiel eines vereinfachten Ausströmers und die Ergebnisse wurden mit experimentellen Daten verglichen.
Authors with CRIS profile
Matthias Tautz
Lehrstuhl für Prozessmaschinen und Anlagentechnik
Kerstin Besserer
Lehrstuhl für Prozessmaschinen und Anlagentechnik
Stefan Becker
Lehrstuhl für Prozessmaschinen und Anlagentechnik
Involved external institutions
Austria (AT)How to cite
APA:
Tautz, M., Besserer, K., Hüppe, A., Kaltenbacher, M., & Becker, S. (2015). Numerisches Schema zur Berechnung von Δp als akustische Quelle in hybriden CFD-CAA Simulationen. In Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V. (Hrg.), Fortschritte der Akustik – DAGA 2015. Nürnberg.
MLA:
Tautz, Matthias, et al. "Numerisches Schema zur Berechnung von Δp als akustische Quelle in hybriden CFD-CAA Simulationen." Tagungsband Fortschritte der Akustik – DAGA 2015, Nürnberg Hrg. Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V., 2015.
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