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Projekt-/Masterarbeit: CFD-Simulation der Umströmung einer Schlitzrohrsonde

Projekt-/Masterarbeit

CFD-Simulation der Umströmung einer Schlitzrohrsonde

Hintergrund: Bei der aeroakustischen Vermessung von Ventilatoren in Rohrströmungen kommen standardmäßig Schlitzrohrsonden zum Einsatz. Bei einer Schlitzrohrsonde handelt es sich um ein Mikrofon das mit einem bis zu einem halben Meter langen Turbulenzschirm ausgestattet ist, welcher in Längsrichtung geschlitzt ist. Durch die Geometrie der Sonde und den im Vergleich zur Mantelfläche sehr dünnen Schlitz sollen sich die turbulenten, strömungsbedingten Druckfluktuationen im Sondenkörper soweit abbauen, sodass am Mikrofon, welches sich am Ende der Sonde befindet, nur noch die akustischen Druckschwankungen ankommen. In der Praxis hat sich dieses Messverfahren bereits in vielen technischen Anwendungen bewährt, die zugrundeliegenden physikalischen Vorgänge sind allerdings noch nicht vollständig verstanden. In diesem Zusammenhang soll die CFD-Simulation neue Erkenntnisse liefern.

 

   CFD Simulation (Kameier, 2014)

 

Aufgabenstellung: Im Rahmen der Arbeit wird zunächst evaluiert, inwieweit sich das vorliegende Strömungsproblem vereinfachen lässt. Anschließend wird ein geeigneter CFD-Solver ausgewählt, welcher der Aufgabe gewachsen ist. Ausgehend von der Berechnung der Umströmung des Probenkörpers wird sich später mit den aeroakustischen Vorgängen im Inneren der Sonde auseinandergesetzt. Im Laufe der Simulationsreihen soll unter anderem untersucht werden, wie sich ein verändertes Durchmesser/Längenverhältnis auf die Strömungsmechanik an der Sonde auswirkt und ob die Strömungsgeschwindigkeit einen nennenswerten Einfluss auf die Dämpfungseigenschaften der Sonde hat. Ziel der Arbeit soll die Ausarbeitung von Konstruktionsvorschriften für zukünftige Schlitzrohrsonden sein.

Ablauf:

  • Einarbeitung in die CFD-Simulation mittels StarCCM+ oder AnsysCFX
  • Vorbereitung und Durchführung der Simulationen
  • Ausarbeitung/Interpretation der Simulationsergebnisse und Dokumentation der Arbeit

Anforderungen:

  • Grundkenntnisse im Bereich der technischen Akustik hilfreich

  • Grundkenntnisse im Bereich der Strömungsmechanik hilfreich

  • Grundkenntnisse in der Simulation hilfreich

  • Selbstständiges und gewissenhaftes Arbeiten erforderlich

Beginn: ab sofort

Betreuer:

Jörg Riedel, M. Sc.

Wiss. Mitarbeiter
Raum: Raum 0.522