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Einfluss der Tortuosität auf die Schallminderung umströmter poröser Vorderkanten (de)
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Abstract:
Poröse Materialien und Strukturen an den Vorderkanten von Tragflügeln und Ventilatorschau-feln können zur Schallreduktion eingesetzt werden. Allerdings ist der physikalische Wirkme-chanismus, der zu einer verringerten Schallabstrahlung führt, komplex und lässt sich daher nur schwer den einzelnen Parametern der strukturierten Porosität zuordnen, was bislang eine gezielte Auslegung erschwert.Die Tortuosität ist neben der Permeabilität ein bedeutender Parameter zur Beschreibung der Eigenschaften poröser Materialien. Sie beschreibt den Grad der Gewundenheit des Trans-portweges durch das poröse Material bezogen auf die Dicke des Grundkörpers. In einer detaillierten Untersuchung an additiv gefertigten Tragflügeln mit gelochter Vorderkan-te wird systematisch die Tortuosität variiert und der Einfluss auf die Schallreduktion analysiert. Insgesamt sieben Tragflügel mit gelochter Vorderkante werden für unterschiedliche Anstell-winkel und Strömungsgeschwindigkeiten experimentell vermessen. Dadurch, dass sowohl gerade Löcher als auch gekrümmte Löcher verwendet werden, kann ein direkter Zusam-menhang zwischen Tortuosität und Schallreduktion abgeleitet werden. Durch numerische Strömungssimulationen werden zusätzlich weitere Informationen über die strömungsmecha-nischen Gegebenheiten innerhalb der verschiedenen Lochstrukturen gewonnen. Dies ermög-licht ein besseres Verständnis der strömungsdynamischen und aeroakustischen Eigenschaf-ten gelochter Tragflügelvorderkanten und der Auswirkung der Tortuosität. Die gewonnenen Erkenntnisse ermöglichen es, in zukünftigen Designprozessen poröser Materialien die Aus-wirkung der Tortuosität auf die Schallreduktion gezielt zu berücksichtigen.