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PropNoise



Das Vorhersage-Programm PropNoise (Propulsion Noise) wird mit dem Ziel entwickelt, verschiedene Triebwerkskonfigurationen akustisch bewerten zu können. Diese Aufgabe ist im Rahmen der Vorauslegung neuartiger Antriebssysteme sehr wichtig.

Schnelligkeit und Flexibilität sind zwei Kernanforderungen an PropNoise. Schnell soll es sein, weil mehrere Triebwerkskonfigurationen über Nacht berechnet werden sollen. Es geht darum, globale Optima im Rahmen einer Parameterstudie ausfindig zu machen; daher muss ein breiter Bereich von Parametervariationen abgedeckt werden. Flexibel soll es sein, weil unterschiedliche Triebwerkskonzepte miteinander verglichen werden sollen (z.B. herkömmliche Turbofans, gegenläufige Turbofans, gegenläufige offene Rotoren, Turbofans mit Wärmetauscher, … ).

Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird das akustische Verhalten von Triebwerken mit Hilfe von semi-analytischen Modellen beschrieben. „Semi-analytisch“ bedeutet hier, dass die Modelle weitgehend auf theoretischen Ansätzen beruhen, wobei sie auch - in geringerem Maße - auf Empirie zurückgreifen. Diese Empirie wird in Form von Konstanten in die Modelle eingebracht, die jedoch von den Betriebs- und Strömungsbedingungen nur schwach abhängig sind.

PropNoise hat eine modulare Struktur. Alle akustisch relevanten Komponenten werden im Einzelnen modelliert. Die Schallentstehung, -ausbreitung und -abstrahlung werden getrennt voneinander beschrieben. Die akustischen Modelle bekommen als Eingabeparameter aerodynamische Größen, die von Aerodynamik-Modellen optional ebenfalls in PropNoise berechnet werden können. Die Gegenüberstellung der aerodynamischen und akustischen Eigenschaften trägt maßgeblich zum Verständnis des komplexen Gesamtsystems Triebwerk bei. Die modulare Struktur von PropNoise macht es leichter, Änderungen an einer Komponente durchzuführen (z.B. der Einsatz eines Lärmbekämpfungssystems) und deren Einfluss auf den Gesamtschallpegel zu bestimmen.

 

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Struktur von PropNoise im 'stand-alone' Modus

Im Gegensatz zu einem Black-Box-Modell kann man also mit PropNoise die Komplexität der Schallentstehungsprozesse in einem Triebwerk Schritt für Schritt nachvollziehen. Die potenziellen Anwendungen von PropNoise sind dementsprechend vielfältig.

 

 


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