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Untersuchung des abgestrahlten Schallfeldes überströmter Platten durch strukturierte Oberflächen im Windkanal

Hintergrund:

Bei der Überströmung von Platten bildet sich auf der Oberfläche nach einer gewissen Laufzeit eine turbulente Grenzschicht aus. Stößt diese anschließend entlang der Strömungsrichtung auf ein Hindernis, kommt es zum Ablösen der Grenzschicht am Hindernis und einer damit verbundenen Entstehung von strömungsinduziertem Schall. In der Praxis hat sich bereits des Öfteren gezeigt, dass durch die Strukturierung von überströmten Oberflächen das Ablöseverhalten der Grenzschicht gezielt beeinflusst werden kann. Bei Golfbällen zum Beispiel zeigt sich, dass durch das Anbringen von Dimples auf der Kugeloberfläche der Strömungswiderstand um ein Vielfaches verkleinert werden kann. Im Fokus der Forschung steht aktuell, inwieweit diese Strukturen auch das abgestrahlte Schallfeld beeinflussen.

Aufgabenstellung:

Im Rahmen der zu vergebenden Arbeit sollen unterschiedlich strukturierte Oberflächen auf ihr Potential das abgestrahlte Schallfeld zu beeinflussen, untersucht werden. Die Versuche werden dabei an einem experimentellen Aufbau im lehrstuhleigenen Windkanal durchgeführt. Nach einer einschlägigen Recherche über geeignete Oberflächenmodifikationen werden verschiedene geometrische Optionen mittels Creo Parametric konstruiert. Die ausgelegten Platten werden daraufhin mittels 3D-Druck am iPAT additiv gefertigt und anschließend im Windkanal vermessen. Ziel ist es, eine Strukturierung zu finden, welche das für Windgeräusche typischerweise tieffrequente, breitbandige Rauschen positiv beeinflusst.

Ablauf:

  • Einarbeitung in die Grenzschichttheorie und Windkanaltechnik
  • Konstruktion und 3D-Druck der strukturierten Oberflächen
  • Durchführung der Messungen im Windkanal
  • Auswertung und Interpretation der Ergebnisse

Anforderungen:

  • Kenntnisse und Interesse an der Strömungsmechanik/-akustik sind erforderlich
  • Vorwissen bezüglich Windkanaluntersuchungen sind wünschenswert
  • Selbstständige, gewissenhafte Arbeitsweise

Beginn:

ab sofort (Juni 2018)

Betreuer:

Jörg Riedel, M. Sc.

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