Berechnung und Verminderung von Strömungsgeräuschen an Profilen

Abstract

Die Arbeit behandelt die Berechnung und Verminderung von Strömungsgeräuschen an Tragflügelprofilen. Dabei werden zwei Mechanismen der Lärmentstehung betrachtet. Vorderkantenlärm entsteht aus der Wechselwirkung von Turbulenz in der Zuströmung mit der Vorderkante eines Profils. Hinterkantenlärm entsteht aus der Wechselwirkung von Grenzschichtturbulenz mit der Profilhinterkante. Für beide Mechanismen werden Vorhersageverfahren vorgestellt. Berechnungen und Messungen zeigen, dass Vorderkantenlärm stark von der Form der Profilnase abhängt. Dabei erzeugen stumpfe Profile bis zu 10 dB weniger Lärm als solche mit einer spitzen Vorderkante. Für den Hinterkantenlärm wurde ein Vorhersageverfahren mit einem Profilentwurfsprogramm und einem automatischen Optimierungsalgorithmus gekoppelt. Berechnungen zeigen, dass Lärmreduktionen bis zu 4 dB durch einen gekoppelten aerodynamischen / aeroakustischen Profilentwurf erreicht werden können.

This work deals with the prediction and reduction of aerodynamic noise of profiles. Two noise mechanisms are considered. Leading-edge noise results from the interaction of inflow turbulence with the leading edge of a profile. Trailing-edge noise results from the interaction of boundary-layer turbulence with the trailing edge. Prediction models for both mechanisms are presented. Predictions and measurements show that leading-edge noise depends strongly on the shape of the profile leading edge. Profiles with blunt trailing edges produce up to 10 dB less noise than profile with sharp leading edges. The prediction model for trailing-edge noise was coupled with a profile design program and an automated optimization procedure. Predictions show that noise reductions up to 4 dB can be achieved by coupled aerodynamic / aeroacoustic profile design.