FORLÄRM

FORSCHUNGSVERBUND ZUR LäRMMINDERUNG VON TECHNISCHEN ANLAGEN

4 Berechnung aerodynamischer Schallquellen gekapselter Heckrotoren

Arbeitsfeld:

Gekapselte Heckrotoren, meist mit dem Begriff „Fenestron“ bezeichnet, stellen im Hinblick auf Minderung von Lärm und Strukturvibrationen sowie höherer Betriebssicherheit und guter Leistungscharakteristik eine effiziente Lösung im Vergleich zu ungekapselten Rotoren bei kleinen bis mittelgroßen Hubschraubern dar. Die Optimierung der Blattspitzenummantelung erfolgt in der Regel mit dem Ziel eines minimalen Luftwiderstands. Die Durchströmung des gekapselten Bereichs hängt stark von der Fluggeschwindigkeit und Flugrichtung ab. Insbesondere bei Start und Landeanflug muss die Wechselwirkung zwischen Heckrotorstrahl und der Zelle bzw. Heckumströmung berücksichtigt werden, was gerade für die Schallabstrahlung von großer Bedeutung ist. Die wesentliche Voraussetzung für deren Berechnung ist die genaue Bestimmung des instationären und über einen weiten räumlichen Skalenbereich variierenden Strömungsfeldes.

Ziel dieses Teilprojektes ist daher die Analyse verschiedener, zunehmend aufwändigerer Verfahren zur Berechnung derartiger hochkomplexer Strömungsfelder. Die Betrachtung beinhaltet dabei sowohl Reiseflug als auch Langsamflug. Den industriell eingesetzten Berechnungsverfahren mit stationärer und instationärer Reynolds-gemittelter Turbulenzmodellierung (RANS, URANS), für die u. a. Gitterkonvergenzstudien erfolgen, werden Methoden mit hohem Modellierungsgrad, wie verfeinerte RANS Methoden, zonal angekoppelte Grobstrukturmethoden (LES) und nichtzonale Hybridverfahren (DES), gegenübergestellt. Die Bewertung erfolgt hinsichtlich Vorhersagegenauigkeit und Recheneffizienz in Bezug auf den industriellen Einsatz. Anhand der Strömungssimulationen werden Schallquellen bestimmt, die in Zusammenarbeit mit den Partnern in FORLärm mit verschiedenen Methoden zur Berechnung der Schallabstrahlung in das Fernfeld dienen.

Projektpartner: