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3D-AEROAKUSTIK­SIMULATION

Beim Anfahren oder Beschleunigen im unteren Drehzahlbereich ist der Verbrennungsmotor die Hauptschallquelle. Währenddessen ist bei höheren Drehzahlen oder Geschwindigkeiten das Strömungsgeräusch bei Fahrzeugen und Abgasanlagen die Hauptursache – sowohl im Bezug auf die Außenaerodynamik der Karosserie als auch bei durchströmten Bauteilen. Die Vermeidung solcher Strömungsgeräusche sorgt für den nötigen Komfort im Automobilbereich, aber auch im Bereich der Raumklimatisierung. Mithilfe von 3D-Aeroakustiksimulationen können wir die Strömungsakustik gezielt optimieren, um eine geräuscharme Konstruktion zu erreichen.

 

Unsere Kompetenzen und Methoden:

Weißes Windrad dreht sich und erzeugt Strömungsgeräusche.

REFERENZEN

Problemstellung

Im Mündungsbereich hinter dem Endrohr von Abgasanlagen tritt in Abhängigkeit der Motordrehzahl und der Geometrie der Abgasanlage Strömungsrauschen auf. Dieser unerwünschte akustische Effekt überlagert das charakteristische Motorgeräusch mit einem breitbandigen Rauschen. Zur Entstehung von Strömungsrauschen tragen geometrische Einflüsse wie beispielsweise Perforationen, enge Biegungen und Querschnittssprünge in Schalldämpfern bei.

Lösung

Mit Hilfe der 3D-Aeroakustiksimulation wird eine Methodik entwickelt, mit der die Schallquelle zur Entstehung von Strömungsrauschen lokalisiert und die Frequenzzusammensetzung des Geräusches ermittelt werden kann. Die Simulationsmethodik wird anhand von akustischen Messergebnissen validiert. Zur Ermittlung der Ergebnisse werden aufgrund der Komplexität der Simulationsmodelle und der hohen Berechnungszeit die Ressourcen des Höchstleistungsrechenzentrums der Universität Stuttgart (HLRS) genutzt.

Nutzen

Mit Hilfe der entwickelten Simulationsmethode kann die Herstellung kostenintensiver Prototypen und die Durchführung zeitintensiver Versuche minimiert werden. Das akustische Verhalten eines Bauteils kann vorab in der Simulation bewertet und gegebenenfalls optimiert werden.

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