Der von den Ventilatoren abgestrahlte Schall setzt sich im allgemeinen aus diskreten und breitbandigen Anteilen zusammen. Gegenwaertig erfolgt meist eine Abschaetzung des Breitbandschalls auf der Grundlage empirischer oder halbempirischer Beziehungen aus typischen Kenngroessen des Ventilators (u.a. geometrischen, kinematischen, aerodynamischen) und einer maschinenspezifischen Konstante. Die maschinenspezifische Konstante muss experimentell ermittelt werden. Eine durchgaengige Berechnung des Laerms von Ventilatoren, d.h. eine Berechnung der tatsaechlichen Quellen aus den Stromfeldgroessen, ist bislang nicht moeglich. Sie waere deshalb von Vorteil, weil die Kenntnis empirischer Maschinenkonstanten entfiele und eine Optimierung der zu erwartenden Schallabstrahlung bereits in der aerodynamischen Entwurfsphase eines Ventilators moeglich wuerde. Ziel des Projekts ist, die akustischen Quellen mit elementaren Groessen der Stroemung im Laufrad eines Ventilators zu korrelieren. Hierzu werden experimentelle und numerische Methoden wie instationaere Druck- und Geschwindigkeitsmessungen, numerische Stroemungssimulation, Korrelationstechnik usw. eingesetzt.
Dieses Projekt, das verschiedene Arbeiten zu dem Forschungsthema zusammenfasst und das von verschiedenen Seiten gefoerdert wurde und wird, zielt auf die Optimierung und Weiterentwicklung von Rohrschalldaempfern, z.B. Abgasschalldaempfern hin, bei denen die Stroemung einen wesentlichen Einfluss hat. Dabei werden sowohl Reflexions- als auch Dissipationsschalldaempfer betrachtet. Im Zusammenhang mit resonanzartigen Schalldaempfern spielen stroemungsakustische Instabilitaeten eine wichtige Rolle, die nicht generell unterdrueckt werden muessen, sondern in Spezialfaellen eine positive Rolle spielen, z.B. zur Erhoehung der Resonatorguete eingesetzt werden koennen. Fuer diese Untersuchungen wurde und wird eine Messmethode und die dazu notwendinge Apparatur zur Bestimmung der akustischen Streufaktoren (Reflexions- und Transmissionsfaktoren) von durchstroemten Objekten aufgebaut und weiterentwickelt.
Durch den Einsatz von Wärmepumpen in Wäschetrocknern wird der Energieverbrauch gegenüber konventionellen Wäschetrocknern signifikant reduziert. Eine weitere Verbreitung wird durch deren höheres Geräuschniveau erschwert, welches durch den prinzipiell erhöhten Strömungswiderstand und den höheren Volumenstrom für den Wärmepumpen-Prozess bedingt ist. Für die Vorhersage und Optimierung der Strömungsgeräusche stehen derzeit keine geeigneten Methoden zur Verfügung. Im Rahmen von HELNOISE sollen entsprechende Werkzeuge für Wärmepumpentrockner, speziell für die Luftführung und den neuen Ventilator, weiterentwickelt werden. Ziel ist es, Radiallüfter und Luftführungen zu entwickeln, die im Hinblick auf die Gesamtakustik und den Energieverbrauch optimiert sind. Hierzu sollen die folgenden Arbeiten durchgeführt werden. Unter Berücksichtigung der Aeroakustik werden verschiedene hoch-effiziente Radiallüfter entworfen und die Kennlinien mit Hilfe der Computational Fluid Dynamics (CFD) berechnet. Darauf basierend werden die für die Akustik entscheidenden instationären Strömungsfelder berechnet (Arbeitsgruppe Strömungssimulation von Prof. Frank, HTW, Teilprojekt A). Verschiedene hochauflösende, experimentelle Methoden dienen zur Validierung der numerischen Ergebnisse. Diese Datensätze der instationären Druckschwankungen bilden die Rechenbasis, mit deren Hilfe die Schallabstrahlung von Ventilatoren in das akustische Fernfeld vorherbestimmt werden kann (Arbeitsgruppe Akustiksimulation von Prof. Ochmann, Beuth, Teilprojekt B). Hierfür werden die Randdaten der Geschwindigkeit und des Druckes auf einer die Strömungsmaschine umgebenden Hüllfläche bestimmt und als Eingabedaten für ein Randelementeverfahren (Boundary Element Method, BEM) verwendet. Als integrale Optimierungsgröße wird die abgestrahlte Schallleistung berechnet. Die gemeinsam erzielten Ergebnisse werden an einem realen Lüfter-Prototypen experimentell überprüft, die Methoden validiert und das Gesamtsystem optimiert.
Für prozesslufttechnische Anlagen gilt, dass Lärm und Geräusche wie andere Umweltemissionen, z. B. Abgas und Feinstaub, zu behandeln und entsprechende Regeln und Normen einzuhalten sind. Das Ziel des Projektes besteht daher in der möglichst energieeffizienten Gestaltung dieser obligatorischen akustischen Funktionen. Lärmmindernde Bauteile erhöhen direkt den laufenden Energieverbrauch, indem z. B. Schalldämpfer zwar Lärm reduzieren, aber auch Druckverluste verursachen. Für deren Überwindung ist viel Energie in Gestalt erhöhter Ventilatorleistung aufzuwenden. In der akustisch-energetischen Gesamtoptimierung stecken erhebliche Einspareffekte. Die Verbesserung der Energieproduktivität in Industrie und Gewerbe ist ein Eckpfeiler des Energieforschungsprogrammes, da mit der Kosteneinsparung auch eine gesteigerte Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen verbunden ist. Im Projekt wird das vorhandene theoretische Rüstzeug praxisbezogen vertieft, um leistungsfähige Methoden und Instrumente für Auslegung, Planung und Bewertung akustisch-energetischer Effizienz zu schaffen. Optimierte System- und Designkonzepte sowie hochwirksame Bauteile und Materialien werden entwickelt und eingesetzt.
Für prozesslufttechnische Anlagen gilt, dass Lärm und Geräusche wie andere Umweltemissionen, z. B. Abgas und Feinstaub, zu behandeln und entsprechende Regeln und Normen einzuhalten sind. Das Ziel des Projektes besteht daher in der möglichst energieeffizienten Gestaltung dieser obligatorischen akustischen Funktionen. Lärmmindernde Bauteile erhöhen direkt den laufenden Energieverbrauch, indem z. B. Schalldämpfer zwar Lärm reduzieren, aber auch Druckverluste verursachen. Für deren Überwindung ist viel Energie in Gestalt erhöhter Ventilatorleistung aufzuwenden. In der akustisch-energetischen Gesamtoptimierung stecken erhebliche Einspareffekte. Die Verbesserung der Energieproduktivität in Industrie und Gewerbe ist ein Eckpfeiler des Energieforschungsprogrammes, da mit der Kosteneinsparung auch eine gesteigerte Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen verbunden ist. Im Projekt wird das vorhandene theoretische Rüstzeug praxisbezogen vertieft, um leistungsfähige Methoden und Instrumente für Auslegung, Planung und Bewertung akustisch-energetischer Effizienz zu schaffen. Optimierte System- und Designkonzepte sowie hochwirksame Bauteile und Materialien werden entwickelt und eingesetzt.
The noise regulations of various countries urge wind turbine manufacturers to reduce the aerodynamical noise emission of their turbines. To reduce the greenhouse gas emission, wind energy has been put in a very front position. EWEA estimates 12percent of worlds energy may come from wind turbines by the year 2020 (approx. 1,260,000 MW). This means wider deployment of wind turbines, at lower wind speed sites i.e. close to people & transmission lines. To reduce the transmission cost between production site and customer, onshore installations are still a cheaper solution. One of the biggest barriers for developing onshore turbines is the noise which has a negative impact on people's daily life. Thus, the goal of developing onshore wind turbines is to design silent wind turbines and silent wind farms and at the same time have a good aerodynamic efficiency. Noise emitted from an operating wind turbine can be divided into two parts, mechanical noise and flow induced noise. Mechanical noise can sufficiently be reduced by conventional engineering approaches but flow-induced noise is more complex and need more focus. The noise mechanisms associated with flow-induced noise emission have different sources. These are, inflow turbulence noise, tip noise, laminar boundary layer separation noise, blunt trailing-edge noise (BTE) and for turbulent boundary-layer trailing-edge interaction noise (TBL-TE). Acoustic field measurements within the European research project SIROCCO showed that the TBL-TE noise is the most dominant noise mechanism for modern wind turbines. Thus, accurate prediction and reduction of the TBL-TE noise is the main focus of the acoustics airfoil design methods for wind turbine rotor blade. For developing 'silent' airfoils, a routinely design fast, less expensive and accurate prediction methodology is desired. In this respect, simplified theoretical model would be the first candidate, and therefore the main goal is development of an accurate and efficient noise prediction model for the low noise wind turbine blade design.
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