Navigation

Optimierung von Sensorpositionen bei Akustikmessungen in Rohrströmungen

Hintergrund:

Akustikmessungen in Rohrströmungen sind bedingt durch die Überlagerung des Schalldrucks mit hydrodynamischen Druckschwankungen eine große Herausforderung, da das Schallfeld dadurch maskiert werden kann. Darüber hinaus gilt es die Ausbreitung Moden höherer Ordnungen exakt abzubilden.

Ein Verfahren, das speziell für Akustikmessungen in Rohrströmungen entwickelt wurde, ist das Multi-Port-Verfahren. Es dient der Charakterisierung der akustischen Eigenschaften (Transmission, Reflexion und Schallabstrahlung) von Objekten in Rohrströmungen, wie beispielsweise Strömungsmaschinen oder Schalldämpfern. Bei diesem Verfahren wird das Schallfeld im Rohr in hin- und rücklaufende Schallwellen für die einzelnen ausbreitungsfähigen Moden zerlegt. Anhand dieser Zerlegung des Schallfeldes werden die genannten akustischen Eigenschaften berechnet.

Aufgabenstellung:

Für die beschriebene Zerlegung des Schallfeldes ist es notwendig, den Schalldruck mit einer Vielzahl von Mikrofonen/Drucksensoren an verschiedenen Positionen im Rohr zu erfassen. Das Ergebnis der Messungen ist dabei sehr stark von den Sensorpositionen abhängig. Daher ist die Entwicklung eines Optimierungsalgorithmus zur Bestimmung geeigneter Sensorpositionen das Ziel dieser Arbeit. Die optimierten Sensorpositionen werden abschließend am bestehenden Prüfstand validiert.

Ablauf:

  • Einarbeitung in die Theorie des Multi-Port-Verfahrens
  • Recherche über geeignete Optimierungsalgorithmen
  • Auswahl eines geeigneten Algorithmus
  • Programmierung des Algorithmus in MATLAB
  • Validierung der neuen Sensorpositionen am bestehenden Prüfstand

Anforderungen:

  • Grundkenntnisse in der technischen Akustik und Strömungsmechanik
  • Kenntnisse in MATLAB
  • Selbständiges und gewissenhaftes Arbeiten

Betreuer:

Benedikt Berchtenbreiter, M. Sc.

  • Tätigkeit: Wiss. Mitarbeiter
  • Adresse:
    Raum 0.522
  • Telefonnummer: +49 9131 85-29596
  • E-Mail: bb@ipat.fau.de