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Gezielter Einsatz von Dämpfung durch Schallabstrahlung mittels tilgerbasierter Strukturen

Das Projekt "Gezielter Einsatz von Dämpfung durch Schallabstrahlung mittels tilgerbasierter Strukturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fakultät für Maschinenwesen, Gerhard-Zeidler-Stiftungslehrstuhl für Akustik mobiler Systeme durchgeführt. Viele Leichtbaustrukturen sind steif und schwach gedämpft. Gleiches gilt für viele Musikinstrumente und Unterwasserfahrzeuge. All diesen Strukturen ist gemeinsam, dass die Dämpfung durch Schallabstrahlung in einer ähnlichen Größenordnung liegt oder sogar größer ist als die anderen Dämpfungsmechanismen. Das hierin vorgestellte Projekt zielt darauf ab, derartige Probleme zu untersuchen und mathematische Formulierungen bereitzustellen, die es erlauben, diese akustische Abstrahldämpfung in einem reinen Strukturmodell zu berücksichtigen, obwohl die zugrunde liegende Physik eigentlich ein gekoppeltes struktur-akustisches Modell erfordern würde. Rein mathematisch gesehen kann dieses gekoppelte Modell jedoch als reines Strukturmodell aufgefasst werden, indem man das Schurkomplement bildet. In diesem Projekt wird die Dämpfung durch Schallabstrahlung quantitativ untersucht und ein mathematisches Modell aufgebaut, um Dämpfung durch Schallabstrahlung zu berücksichtigen, ohne das akustische Abstrahlproblem lösen zu müssen. Die quantitative Abschätzung der tatsächlichen Dämpfung durch Schallabstrahlung erfordert zusätzlich, dass der Anteil der numerischen Dämpfung, die in akustischen BEM-Formulierungen enthalten ist, abgeschätzt werden kann und ferner die Höhe der Fluiddämpfung ermittelt wird, wobei Letztere erst bei sehr hohen Frequenzen einbezogen werden muss. Beim ungekoppelten Strukturmodell ist es die Idee, die akustischen Effekte der Schallabstrahlung entweder durch modale Dämpfung oder mit einer viskoelastischen Bettung der abstrahlenden Strukturoberfläche abzubilden. In einem abschließenden Arbeitspaket werden Strukturen entwickelt und untersucht, die die Effekte der Dämpfung durch Schallabstrahlung ausnutzen.

Erweiterung und Anwendung der Direkten-Finite-Elemente-Methode (DFEM) zur Schalleistungsbestimmung von Maschinen in der Praxis

Das Projekt "Erweiterung und Anwendung der Direkten-Finite-Elemente-Methode (DFEM) zur Schalleistungsbestimmung von Maschinen in der Praxis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Thermische Strömungsmaschinen und Maschinenlaboratorium durchgeführt. Die Abstrahlung von Koerperschall als Luftschall ist neben aerodynamischen Quellen der wesentliche Grund fuer die Geraeuschemission von Maschinen. Deswegen ist es zur Laermminderung insbesondere auch schon in der Konstruktionsphase der Maschinen notwendig zu wissen, zu welchem Anteil Schwingungen auf der Maschinenoberflaeche in Luftschall umgewandelt werden. Ist dies bekannt, so kann durch gezielte maschinenakustische Massnahmen eine wesentliche Verringerung der Geraeuscherzeugung erreicht werden. In vielen Faellen ist es nicht moeglich, die abgestrahlte Schalleistung von Maschinen im Betrieb mit Hilfe von Schalldruckmessverfahren zu ermitteln. Dies gilt auch besonders fuer gekoppelte Maschinen, wie z.B. Elektromotor-Getriebe-Verdichter-Einheiten. Hier ist haeufig selbst das Schallintensitaetsverfahren ueberfordert, so dass ein Koerperschallmessverfahren, das mit Hilfe eines Berechnungsverfahrens zur Luftschalleistung fuehren wuerde, gerade bei der Nachpruefung von Geraeuschangaben sehr von Nutzen waere. Zudem waere hiermit eine saubere Trennung der aerodynamischen- und Koerperschallquellen moeglich. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens dienen zum einen der Verbesserung des 'Laermarmen Konstruierens' von Maschinen und zum anderen zur Bestimmung der Geraeuschemission am Maschinenaufstellungsort. Eine direkte Umsetzung in die DIN 45635 Teil 8 ist vorgesehen.

SLAT NOISE

Das Projekt "SLAT NOISE" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Strömungslehre und Aerodynamisches Institut durchgeführt. Das Vorhaben ist Teil des Verbundes FREQUENZ. Grundlegendes Ziel des beantragten Vorhabens ist die anwendungsbasierte Validierung eines numerischen Verfahrens, mit dem bezüglich des Slatlärms der Mechanismus der Lärmentstehung analysiert und die Schallabstrahlung vorhergesagt werden kann. Dabei wird ein hybrider Ansatz verwendet, in dem das strömungsmechanische und das akustische Feld separat voneinander berechnet werden, um die deutlichen Unterschiede in den jeweiligen charakteristischen Längenskalen in der Gitterauflösung berücksichtigen zu können Das LES/CAA Verfahren wird zur Untersuchung der Geräuschemission von Slatgeometrien verwendet, wobei der Schwerpunkt auf der Analyse des direkten Slatlärms liegen wird, der durch die Wechselwirkung zwischen Turbulenz, Hinterkante und Spaltströmung hervorgerufen wird. Darüber hinaus soll der Lärmmechanismus, der einerseits durch aus dem Cove-Bereich abfließende Wirbel und andererseits variierende Wirbelgeometrien bedingt ist, analysiert werden. Das langfristige Ziel liegt in der Anwendung der numerischen Methode zur Geräuschanalyse von Umströmungslärmkonfigurationen, um die gewonnenen Erkenntnisse in einen Design-to-Low-Noise Entwurf einfließen lassen zu können.

Aktiver Tilger für die Schallminderung zum Lärmschutz am Arbeitsplatz

Das Projekt "Aktiver Tilger für die Schallminderung zum Lärmschutz am Arbeitsplatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wölfel Beratende Ingenieure GmbH + Co. KG durchgeführt. Lärmbelastung macht krank. Im Extremfall verursacht sie Gehörschäden, beeinträchtigt die Konzentrationsfähigkeit und damit die Arbeitsleistung, und es können durch Lärm auch psychische Schäden gesetzt werden. Diese schädliche Wirkung des Lärms war Auslöser für eine Vielzahl von gesetzlichen Regelungen speziell für den Lärmschutz am Arbeitsplatz. Hier werden die Grenzwerte für die Lärmbelastung der Arbeitnehmer am Arbeitsplatz stetig verschärft, um die Situation für den Menschen am Arbeitsplatz zu verbessern. Bisher wurden zur Bekämpfung dieser Lärmquellen jedoch nur konventionelle Methoden wie z. B. Unter-brechung der Übertragungswege durch Schwingungsisolierung oder Kapselung von Lärmquellen angewendet. In Verbindung mit Smart Materials wurden in den letzten Jahren jedoch zusammen mit moderner Regelungstechnik aktive Methoden der Lärmreduktion untersucht. Wölfel Beratende Ingenieure möchte deshalb die im Projekt AKUSTIK gewonnenen Erkenntnisse über das Potenzial aktiver Methoden der Schallminderung nutzen, um eine Technologie zu entwickeln, bei der aktive Tilger zur Verbesserung des Abstrahlverhaltens sowohl konventioneller Maschineneinhausungen als auch von Schallschutzkabinen mit bereits hoher passiver Dämmwirkung eingesetzt werden. Aktive Tilger sind mechanische Bauteile mit einem Aktor, der von einer Elektronik auf Basis gemessener Signale gesteuert wird und dadurch eine Tilgermasse derart in Schwingung versetzt, dass die eine Schallabstrahlung erzeugende Schwingung kompensiert wird. Mit geeigneten Regelverfahren des Tilgers lässt sich eine breitbandige Wirkung gegen Schallabstrahlung erzeugen. Die wichtigsten Einsatzgebiete aktiver Tilger zum Lärmschutz sind Produktionsstätten, an denen schallabstrahlende Maschinen Dienst tun. Das Projekt soll Modellcharakter haben und die Übertragbarkeit auf verschiedenste Produktionsmaschinen unter Nutzung einer standardisierten Technologie ermöglichen. Aktive Methoden sind sehr gut geeignet, um Schwingungen von großen Blechstrukturen zu reduzieren. Diese Effekte sind messtechnisch gut nachweisbar, allerdings führt eine Reduzierung dieser Schwingungen nicht zwangsläufig auch zu einer gut hörbaren Verminderung der Schallabstrahlung. Offensichtlich kann mit dem Denkmodell Körperschall zwar ein Erregungsmechanismus gut beschrieben werden, die Zusammenhänge zwischen Strukturschwingungen einerseits und der Übertragung zum menschlichen Ohr in Form von Luftschall andererseits sind jedoch wesentlich komplexer. Deshalb muss die Sensorik den Luftschall mit erfassen. Wenn dies der Fall ist, können mit einem aktiven Masseaktor sehr beachtliche Erfolge erzielt werden. Die Schallminderung beträgt bis zu 20 dB! Damit besitzt der aktive Tilger ein gutes Schallminderungspotenzial im betrachteten Frequenzbereich. usw

Akustische Torus Messung (ATM) - Bestimmung der akustisch wirksamen Textur von Straßen durch Messung der Geräusche im Innern eines Pkw-Reifens

Das Projekt "Akustische Torus Messung (ATM) - Bestimmung der akustisch wirksamen Textur von Straßen durch Messung der Geräusche im Innern eines Pkw-Reifens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit durchgeführt. Bei der Fahrt eines Kfz regen Unebenheiten der Fahrbahn - die Textur - den Reifen zu Schwingungen an. Dadurch strahlt die Reifenwandung in ihr Inneres - den Torus - und in den Außenraum Geräusche ab. Auch die Geräusche im Reifeninneren lassen sich messen. Intensität und spektrale Zusammensetzung dieser Geräusche bilden die Straßentextur ab. Deren Kenntnis erlaubt die Straßenoberfläche akustisch zu qualifizieren, zu vergleichen und zu verbessern. Die bisher hierzu angewendeten Verfahren, sind sehr aufwändig und wegen ihrer starken Abhängigkeit von Umgebungs- und Witterungseinflüssen ungenau. Daher soll nun, mit Hilfe in den letzten Jahren verbesserter Messelektronik, ein Verfahren entwickelt werden, bei dem die Erfassung der Schallabstrahlung während des Abrollens im Reifeninneren vorgenommen wird. Ziel des Vorhabens ist, ein Messgerät zu entwickeln, mit dem das Torusgeräusch auf unterschiedlichen Straßenbelägen gemessen werden kann. Auf dieser Grundlage wird im Anschluss die akustisch wirksame Textur von Straßenbelägen und damit die Stärke des Reifen-Fahrbahngeräusches ermittelt. Die Messung erfolgt nach der akustischen Torus Methode (ATM) während der Fahrt mit variabler Geschwindigkeit und ist mit dieser verbesserten Messmethode kontinuierlich, relativ unabhängig von äußeren Störeinflüssen, damit weniger aufwendig und sehr genau möglich.

Reduzierung von Laerm und Vibrationen elektrischer Bohr- und Schlaghaemmer

Das Projekt "Reduzierung von Laerm und Vibrationen elektrischer Bohr- und Schlaghaemmer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert Bosch GmbH durchgeführt. 1. Die heutigen Bohr- und Schlaghaemmer belasten durch Laerm und Vibrationen stark das Bedienungspersonal und setzen es der Gefahr von Laermschwerhoerigkeit, Gelenkschaeden und Durchblutungsstoerungen aus. Die Luftschallabstrahlung liegt heute bei ca. 100 dB(A), der Effektivwert der frequenzbewerteten Schwingungsbelastung bei ca. 20 m/s hoch 2. 2. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist, den Schalldruckpegel von Bohr- und Schlaghaemmern im Betrieb um ca. 10 dB(A) zu senken und die Schwingbeschleunigung auf etwa 10 m/s hoch 2 zu reduzieren. 3. Laerm: Schallanalyse und Quantifizierung der Laermanteile der Systemkomponenten; Verringerung der Laermabstrahlung durch geometrische Gestaltung der Werkzeuge; Reduzierung des Werkzeuglaerms ueber das Maschinengehaeuse durch Isolation des Werkzeuges; Verringerung der Gehaeuseabstrahlung durch Wahl geeigneter Gehaeusewerkstoffe; Reduzierung des Laerms des Schlagkolbens und des Getriebes durch geeignete Werkstoffe und Verhinderung ihrer Abstrahlung ueber das Gehaeuse.

Efficient Cooling Systems for Quieter Surface Transport (ECOQUEST)

Das Projekt "Efficient Cooling Systems for Quieter Surface Transport (ECOQUEST)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Siegen, Dezernat 2 Planung, Entwicklung und Controlling, Abteilung 2.3 Forschungsförderung und -beratung durchgeführt. Objective: An important subsystem in surface transportation vehicles (rail bound, automotive and heavy duty) is the cooling unit. Present European standards for interoperability of rail bound traffic require low noise levels while manufactures need to meet the vehicle performance and energy efficiency requested by the operators. The stringent EU6 emission limits expected to come into effect will increase dramatically the demand for cooling power in road vehicles without accepting a noise penalty. Manufactures need innovative methods for reducing costs of development and testing and thus further improving their competitiveness in the global market. The objectives are innovative contributions towards novel cooling units with reduced noise radiation and decreased CO2 emissions. We aim at new compact lay outs, innovative heat management strategies and low energy/noise components. Intermediate objectives concern: - implementation of an integrated simulation platform for noise mechanisms, scattering and propagation - development of design procedures for thermally and acoustically optimal cooling units - research on innovative fan designs and new passive noise control measures and their integration into novel cooling units. Mass produced automotive units and large locomotive systems produced at small numbers are considered simultaneously - strong synergies and cross-fertilization are expected. The project is structured in five work packages. WP1 deals with the project co-ordination. WP2 focuses on the acoustical models and their integration, WP3 takes into account realistic train and automotive environments, WP4 deals with full scale vehicle tests and WP5 concludes the project with an assessment, an exploitation plan and a dissemination. Being an upstream-research oriented project, a majority of the person-months and budget, especially within WP 2 and WP3, are committed to 3 universities and a research establishment. WP4 and 5 are performed primarily by industrial partners.

Quelllärm in Experiment und Numerik

Das Projekt "Quelllärm in Experiment und Numerik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Airbus Defence and Space GmbH durchgeführt. Das Vorhaben ist Teil des Bundes FREQUENZ. Das Projekt Frequenz hat zum Ziel, einen Beitrag zur Reduktion des Fluglärms in der Zukunft zu leisten. Es konzentriert sich an der Lärmreduktion an der Quelle und fokus. ausgewählte Beispiele aus den Bereich der Zelle aber auch des Triebwerks. Im Projekt soll über die Erarbeitung wissenschaftlicher Grundlagen an ausgewählten Basisexperimenten der Schaffung validierter aero-akustischer Entwurfswerkzeuge erreicht werden, die genutzt werden sollen bei der Umsetzung von Einzelmaßnahmen in flugfähige Lösungen, die dann im Messflug erprobt werden. Das Projekt unter Federführung der Deutschen Lufthansa AG gliedert sich in 3 Teilprojekte mit den Themenschwerpunkten: Teil 1: Berechnung lärmarmer Flugzeugkomponente(Methode und Verfahren), Teil 2: Aerodynamischer Lärm (Basisexperiment und Validierungsdaten). Teil 3: Entwicklung von Nachrüstmaßnahmen für Verkehrsflugzeuge (Anwendung). Es werden zusammen mit den Partnern Berechnungsverfahren zur Vorhersage aeroakustischer Quellen am Flugzeug und dem Immissionspegel am Standort der Betroffenen weiterentwickelt und validiert. Der Antragsteller stärkt und erweitert mit dem Projekt seine Kompetenz an den Gebiet der Fluglärmprognose und der Entwicklung von geeigneten Lärmminderungsmaßnahmen. Die Entwicklung und Erprobung von Nachrüstmaßnahmen zur Lärmreduktion führen zu einem direkt umsetzbaren Technologievorsprung gegen Wettbewerbern.

Mechanische Impedanzen - Ergaenzungen zum Entwurf der VDI-Richtlinie 3720 Blatt 6 -

Das Projekt "Mechanische Impedanzen - Ergaenzungen zum Entwurf der VDI-Richtlinie 3720 Blatt 6 -" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Müller-BBM Gesellschaft mit beschränkter Haftung durchgeführt. Darstellung der Zusammenhaenge, in denen sich ein Konstrukteur mit Impedanzen befassen muss, um die Geraeuscherzeugung und Luftschallabstrahlung von Maschinen zu verringern. Ergaenzung des theoretischen Richtlinienteils. Klaerung und Darstellung von messtechnischen Erfahrungen. Erweiterte Ausfuehrungen ueber Impedanzkataloge.

Berechnung von koaxialem Fluglärm

Das Projekt "Berechnung von koaxialem Fluglärm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG durchgeführt. The principle objective of CoJeN is to develop and validate prediction tools that can be used by the aerospace industry to assess and optimise jet-noise reduction techniques. CoJeN will deliver the enabling technology to allow European Aerospace industries to:- Design lower-noise aircraft to meet societys needs for more environmentally friendly air transport- Win global leadership for European aeronautics, with a competitive supply chain more specifically, CoJeN will deliver the methods for designing concepts and technologies for the reduction of aero-engine jet noise, whilst improving industrys ability to competitively develop new products and reduce development time and costs. In order to bring the fundamental work of the FP5 project JEAN (which looked at prediction of single-stream jet noise) and other programmes to the point where they are useful to industry, the methods developed therein must be extended to cope with hot coaxial jets and arbitrary nozzle geometries. The methods must also be validated to demonstrate their accuracy and reliability. Accordingly, the specific technical objectives of the project are to:- Identify and improve optimal CFD techniques for the prediction of jet flow development from coaxial nozzles of arbitrary geometry- Develop aeroacoustic codes which can predict the acoustic fields from the CFD results- Acquire aerodynamic and acoustic data with which to validate these codes to achieve these objectives, two approaches will be considered. The first is the classical indirect technique in which the turbulent flow field is characterised using a CFD solver and the acoustic modelling uses information extracted from the spatially-resolved turbulence field (local intensity and length scales of the turbulence) to predict the far field noise. The second is the direct computational approach in which Large Eddy Simulation (LES) methods will be used to determine the near field noise and then linked to a propagation model for the far field signature. Prime Contractor: QinetiQ Limited London UK.

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