Lärmbelästigung und deren Vermeidung spielt in der Planung u.a. von Maschinen, Arbeitsplätzen, Fortbewegungsmitteln und Verkehrswegen eine immer größere Rolle. Neben der Verminderung von vorhandenem Schall durch Lärmschutzwände, Dämmstoffe, Kapselung oder Gegenschallerzeugung steht in zunehmendem Maß die Verhinderung der Schallentstehung, also der Lärmemission, im Vordergrund.

Statt der Verminderung ist oft auch eine Geräuschoptimierung das Ziel, das sogenannte Sounddesign, um Produkten einen angenehmen Klang zu geben.

Strömungsinduzierter Lärm

Lärm entsteht aufgrund von bewegten oder vibrierenden Körpern oder Flächen, aber auch durch Verwirbelungen von Fluiden. Während lärmerzeugende Vibrationen z.B. durch Aussteifungen vermindert werden können, ist die Verminderung von strömungsinduziertem Lärm schwerer zu realisieren, da die Strömung häufig für die Funktionalität erforderlich ist, d.h. sie kann nicht, wie die Vibration, abgestellt werden.

Ziel ist also eine Optimierung der Geometrie und Randbedingungen hinsichtlich einer minimierten Schallabstrahlung unter Beibehaltung der Funktionalität. Da zwischen der konstruktiv veränderbaren Geometrie und der erzeugten Strömungsverwirbelung ein nichtlinearer Zusammenhang besteht, ist die numerische Strömungssimulation ein unverzichtbares Werkzeug.

Numerische Strömungssimulation

Die Numerische Strömungssimulation erlaubt die detaillierte Analyse der Strömung und der Schallquellen, die Aufdeckung von Problemstellen und die Optimierung der Geometrie und Randbedingungen.

ANSYS CFX bietet mit seinen modernen Turbulenzmodellen LES, DES und SAS die Möglichkeit, die schallerzeugenden turbulenten Strukturen mit verhältnismäßig wenig Aufwand abzubilden.

Forschungsprojekt

Die Investitionsbank Berlin fördert CFX Berlin im Rahmen des ProFIT-Programms. Die Ziele des Forschungsprojekts sind

• die Validierung und Anpassung der Grobstrukturmodelle (LES, DES, SAS) von ANSYS CFX für Nahfeldsimulationen,
• die Erstellung eines Fernfeldlösers, der ausgehend von den Monopol-, Dipol- und Quadrupolverteilungen des Nahfeldes den Lärm im Fernfeld bestimmt und
• die Validierung der Simulation des strömungsinduzierten Lärms anhand von industrierelevanten Anwendungsfällen.

Workshop am 6. März 2007

CFX Berlin veranstaltete am 6. März 2007 einen Workshop zum Thema "Akustik-Simulation mit ANSYS CFX", der den 30 Zuhörern einen Überblick über bisherige Anwendungen und die Möglichkeiten zur Berechnung und Optimierung von schallerzeugenden Strukturen gab.
Weitere Informationen zum Workshop.

Ihr Ansprechpartner für weitergehende Informationen ist Dr. Andreas Spille-Kohoff (T 030 / 293 811 - 30).