Analyseverfahren für Schallquellen in rotierenden Systemen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ennes Sarradj
• Fachliche Zuordnung: Akustik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407161744

Rotierende Teile an Maschinen sind oft bedeutende Verursacher von Lärm. Dem entsprechend konzentrieren sich viele Bemühungen zur Lärmminderung auf Maßnahmen an solchen Teilen. Zur experimentellen Untersuchung der Schallentstehung in rotierenden Systemen wird oft auf eine Untersuchung im nicht rotierenden System zurückgegriffen. Beispielsweise wird anstelle eines Ventilators eine einzelne Ventilatorschaufel im Windkanal untersucht . Schlussfolgerungen aus diesen Untersuchungen sind jedoch nicht uneingeschränkt auf die Verhältnisse im rotierenden System übertragbar. In manchen Fällen (zum Beispiel einem Elektromotor) ist eine solche Vorgehensweise prinzipbedingt gar nicht möglich. Das Vorhaben strebt daher an, einen wesentlichen Beitrag zur Untersuchung und dem besseren Verständnis der Schallentstehung an rotierenden Systemen zu leisten. Dieses Ziel soll erreicht werden, indem ein neuartiges experimentelles Verfahren entwickelt wird, das detaillierte und zuverlässige Messungen von Ort, Art und Stärke der Schallentstehung bei Rotoren ermöglicht. Basis ist dabei die Messung mit einem ortsfesten, nicht rotierenden Mikrofonarray. Durch entsprechende Signalverarbeitung wird das Array virtuell mit der Quelle rotiert und auf der Basis verschiedener Schallquell- und Schallausbreitungsmodelle werden die Eigenschaften der rotierenden Schallquellen in einem Berechnungsverfahren ermittelt. Wesentlicher Inhalt des Vorhabens ist die Untersuchung, welche Modelle und Verfahren zu zuverlässigen Ergebnissen führen. Dazu werden die verschiedenen Modelle und Verfahren implementiert und in einem Monte-Carlo-Ansatz mit Hilfe verschiedener synthetisch erzeugter Testdatensätze untersucht. Zusätzlich wird der praktische Einsatz anhand von zwei Laborexperimenten überprüft. Die Bedeutung der mit dem Vorhaben angestrebten Ziele ergibt sich aus der Möglichkeit, Hypothesen, Modellvorhersagen oder numerische Berechnungen der Schallentstehung in rotierenden Systemen weitaus detaillierter zu überprüfen, als das bislang möglich ist. Damit werden noch gezieltere Maßnahmen zur Lärmminderung an der Quelle denkbar.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen