Strömungsakustik und Strömungsdynamik

In vielen technischen Anwendungen sind Strömungsgeräusche die dominierende Lärmquelle. Durch Untersuchungen strömungsinduzierter Geräusche − experimentell und in numerischen Simulationen − können unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Verbesserungsvorschläge zur Lärmminderung und zur Produktoptimierung ableiten. Mit folgenden Entwicklungsdienstleistungen möchten wir auch Sie bei der strömungsakustischen Optimierung unterstützen. Unsere Expertinnen und Experten freuen sich auf Ihre Anfrage! 

Produktoptimierung:

Basierend auf messtechnischen Untersuchungen, Computational Fluid Dynamics (CFD) und Computational Aeroacoustics (CAA) Simulationen sowie dem am Fraunhofer IBP vorhanden akustischen Knowhow, werden produktspezifische Verbesserungsvorschläge erarbeitet, die auf die anwendungsspezifischen Anforderungen der Kunden abgestimmt sind. Im Rahmen von Projektarbeiten werden Funktionsmuster und Modelle erstellt und in den Prüflaboren getestet.
 

Messtechnische Untersuchungen von Strömungsgeräuschen:

Im Windkanal des Fraunhofer IBP können Strömungsgeräusche von Kanal- und Rohrbauteilen aller Art (z. B. Drosselklappen, Ventile, Luftauslässe, Schalldämpfer, Wetterschutzgitter, Lüftungsauslässen, usw.) systematisch messtechnisch untersucht werden. Die Untersuchungen können an Originalbauteilen oder an Modellaufbauten durchgeführt werden. Systeme mit eigenem integrierten Ventilator als Strömungserzeuger können je nach Anwendungsfall und Fragestellung unter diffusen Schallfeldbedingungen im Hallraum oder unter Freifeld-Bedingungen in Freifeldräumen aufgebaut, betrieben und untersucht werden. Zur Lokalisierung und Identifizierung dominierender Geräuschquellen kommen dabei u. a. Akustische Kamera mit Mikrofon-Array und Nahfeldholografie zum Einsatz. Auf Basis der ermittelten Schallpegel und Spektren können Schallleistungsgrößen abgeleitet und fortführende Berechnungen und Analysen betrieben werden, welche die Grundlagen für die Erarbeitung von Verbesserungsvorschlägen bilden. Für detaillierte messtechnische strömungsdynamische Untersuchungen steht am Fraunhofer IBP ein Particle Image Velocimetry (PIV) Messsystem zur Verfügung.

Strömungssimulationen − Simulieren statt Probieren:

Um ein Bauteil wie einen Lüftungsauslass akustisch zu optimieren, werden üblicherweise Prototypen gebaut und in Versuchsreihen ausgewertet. Dies ist meist aufwändig und teuer. Mit Hilfe von Strömungssimulationen analysieren wir die Strömung in und um Bauteile. Mit dieser Methode lassen sich mögliche Quellen von Strömungsgeräuschen identifizieren und bereits in der Entwicklung unterdrücken, z. B. die Geräusche an Luftauslässen. Zusätzlich kann bereits in einem frühen Entwicklungsstadium ein guter Kompromiss zwischen Design und akustischem Komfort gefunden werden, was Kosten und Zeit in der Entwicklung eingespart.
 

Optimierte Geometrie für jeden Anwendungsfall:

Das Fraunhofer IBP untersucht und optimiert im Auftrag der Industrie und deren Zulieferern die (Um-)Strömung von Lüftungsauslässen, Schalldämpfern oder anderen Bauteilen. Mit einfachen, stationären RANS-Methoden oder auch detaillierten LES-Simulationen wird das turbulente Strömungsfeld in verschiedenen Geometrien simuliert und analysiert. Anhand der Ergebnisse lassen sich Optimierungsmaßnahmen definieren. Die optimierte Geometrie wird anschließen in unseren Prüfständen eingebaut oder insitu akustisch vermessen. Mit diesem Vorgehen können eine Vielzahl möglicher Geometrien unter Berücksichtigung der spezifischen Anforderungen des Herstellers untersucht und optimiert werden.