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Dokument Type: Doctoral Thesis
Title: Der Einfluss der Zuströmbedingungen auf das breitbandige Geräusch eines Axialventilators
Authors: Schneider, Marc 
Institute: Fachbereich 11, Maschinenbau 
Free keywords: Schallentstehungsmechanismus, Geräuschberechnungsverfahren, Numerische Strömungsberechnung (CFD)
Dewey Decimal Classification: 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
GHBS-Clases: WDA
Issue Date: 2006
Publish Date: 2006
Abstract: 
Neben den aerodynamischen Daten ist die Schallleistung eine wichtige Kenngröße von Ventilatoren.
Die Berechnung des Schalls unmittelbar aus den Grundgleichungen der Strömungsmechanik
(„Computational Aeroacoustics“) scheint für den praktischen Einsatz in den nächsten
Jahren nicht möglich, obwohl in den vergangenen Jahren methodisch erhebliche Fortschritte
erzielt wurden.

In der vorliegenden Arbeit wird die Schallabstrahlung eines Axialventilators unter Verwendung
halbempirischer Verfahren aus der Literatur vorherberechnet und mit Messungen verglichen.
In diesen Verfahren werden die Geräuschanteile der verschiedenen Quellen getrennt
voneinander ermittelt und am Ende - auch spektral - zusammengesetzt. Ein Schwerpunkt der
Arbeit liegt auf der Untersuchung des Geräuschmechanismus „Interaktion der Ventilatorschaufeln
mit der Zuströmturbulenz“, der schon für relativ geringe Turbulenzgrade in der Einlaufströmung
einen dominierenden Anteil am Gesamtspektrum des Ventilators hat. Mit Hilfe
von Hitzdrahtmessungen werden die charakteristischen Turbulenzparameter unterschiedlicher
Zuströmkonfigurationen zum Ventilator ermittelt und als Eingangsgrößen in die Geräuschberechnungsverfahren
verwendet. Die prognostizierten spektralen Schallleistungspegel sowie
die Gesamtschallleistungspegel stimmen bei allen untersuchten Zuströmkonfigurationen befriedigend
mit den Messungen überein.

Beside the aerodynamic performance the sound power is an important parameter of fans. The
direct noise calculation based on the governing equations of fluid mechanics (“Computational
Aeroacoustics“) seems not to be applicable for industrial use within the next years although
recently considerable methodical progress was achieved.

This work is concerned with the prediction of broadband noise from an axial fan by means of
semi-empirical noise prediction models taken from literature and the comparison with
measurements. In these models different noise generating mechanisms are taken into account
and modeled separately. Emphasis is placed on the investigation of the mechanism “inflow
turbulence and interaction with the fan blades”, which can become a dominant factor in the
broadband noise spectrum of the fan if the incoming flow is disturbed. Characteristic
parameters of a range of turbulent flow fields generated by various inflow arrangements are
measured with hot wire anemometry and fed into the fan noise prediction models. The
predicted broadband spectra as well as the broadband overall sound power levels are in
reasonable or even satisfying agreement with the measurements.
URN: urn:nbn:de:hbz:467-2136
urn:nbn:de:hbz:467-2136
URI: https://dspace.ub.uni-siegen.de/handle/ubsi/213
License: https://dspace.ub.uni-siegen.de/static/license.txt
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