 | Holewa A. Die Wirkung von Bifurkationen auf die Fantöne in Flugzeugtriebwerken: Diss. … Dr.-Ing. / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Antriebstechnik, Berlin. - Köln: DLR, 2017. - V, 153 S.: Ill. - (Forschungsbericht; 2017-28). - Res. also engl. - Bibliogr.: S.141-149.4 - ISSN 1434-845
Шифр: (Pr 1120/2017-28)
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1 Einleitung ................................................. 1
1.1 Fluglärm ................................................... 1
1.2 Triebwerks- und Fanlärm .................................... 2
1.3 Motivation ................................................. 3
1.4 Interaktion der Fanstufe mit Bifurkationen ................. 4
1.4.1 Gleichförmige Streben ............................... 5
1.4.2 Ungleichförmige Streben und Bifurkationen ........... 9
1.4.3 Verringerung der Interaktionseffekte ............... 10
1.4.4 Schallausbreitung im Nebenstromkanal und
Abstrahlung ........................................ 14
1.5 Ziele und Herangehensweise ................................ 14
1.6 Anmerkung zur Geheimhaltung ............................... 16
2 Numerisches Verfahren und analytische Modelle ............. 17
2.1 Modellierung der Strömung ................................. 17
2.2 Numerisches Verfahren zur Berechnung der Strömung ......... 18
2.3 Modell zur Ausbreitung von Schallwellen in runden
Kanälen ................................................... 19
2.3.1 Gleichförmige, drallfreie Strömung ................. 20
2.3.2 Gleichförmige Strömung mit Festkörperdrall ......... 22
2.3.3 Frequenztransformation ............................. 22
2.4 Verfahren zur Analyse des Schallfelds ..................... 22
2.5 Modellierung stationärer Druckfelder ...................... 23
2.5.1 2-D Kaskadenströmung ............................... 23
2.5.2 Stationäre Druckfelder in der Wellengleichung ...... 24
3 Optimierung der Streben ................................... 27
3.1 Wirkung der Streben ....................................... 29
3.1.1 Wirkung der Streben in der initialen
Konfiguration ...................................... 29
3.1.2 Manuelle Optimierung ............................... 35
3.2 Automatisierte Optimierung ................................ 37
3.2.1 Optimierung der Anstellwinkel ...................... 38
3.2.2 Gleichzeitige Optimierung der Anstellwinkel und
der Profile ........................................ 40
3.3 Bewertung der optimierten Streben mittels 3-D
Simulationen .............................................. 44
3.4 Zusammenfassung ........................................... 47
4 Quasi-3-D Simulationen .................................... 49
4.1 Aufbau der Simulationen ................................... 50
4.1.1 Quasi-3-D Strömungskanal ........................... 51
4.1.2 Rechennetze ........................................ 52
4.1.3 Räumliche Auflösung akustischer Wellen ............. 53
4.2 Vergleich der 3-D und quasi-3-D stationären
Strömungslösungen ......................................... 57
4.3 Ergebnisse der instationären Simulationen ................. 64
4.3.1 Aerodynamische Kenngrößen .......................... 66
4.3.2 Stationäres Druckfeld .............................. 66
4.3.3 Stationäre und instationäre Druckkräfte ............ 79
4.3.4 Tonales Schallfeld ................................. 89
4.3.5 Verdichtungsstöße auf dem Rotor .................... 95
4.4 Zusammenfassung ........................................... 96
5 3-D Simulationen ......................................... 101
5.1 Aufbau der Simulationen .................................. 102
5.2 Ergebnisse der instationären Simulationen ................ 105
5.2.1 Stationäres Druckfeld ............................. 107
5.2.2 Modifikation des Rotornachlaufs ................... 113
5.2.3 Instationäre Druckkräfte auf dem Stator ........... 119
5.2.4 Tonales Schallfeld ................................ 124
5.3 Zusammenfassung .......................................... 131
6 Zusammenfassung, Diskussion und Ausblick ................. 135
Literaturverzeichnis .......................................... 141
Rechtsquellenverzeichnis ...................................... 150
Abbildungs Verzeichnis ........................................ 151
Tabellenverzeichnis ........................................... 153
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