Einführung in die Aeroakustik und Strömungsbeeinflussung

Aufgrund der zunehmenden Lärmbelästigung tritt die Untersuchung der Schallabstrahlung, verursacht durch Strömungen (Aeroakustik), immer mehr in den Vordergrund. Neben dem Verständnis der Mechanismen wird in der Industrie und Forschung ausserdem die Kontrolle von Strömungen immer wichtiger. Das umfasst nicht nur die Beeinflussung der Strömung derart, dass bspw. die Schallabstrahlungminimiert wird, sondern auch die Beeinflussung der Form des umströmten/durchströmten Körpers, bzw. dessen Oberfläche.

Die Vorlesung versucht Grundlagen der Schallabstrahlung in Strömungen zu vermitteln, sowie einen Überblick über Methoden bereitzustellen, mit deren Hilfe eine Strömung passiv oder aktiv gesteuert werden kann.

Aeroakustik

•Lineare akustische Gleichungen, Green-Funktion, akustische Quellen (Monopol, Dipol, Quadrupol, Multipol), akustischer Energiefluss,
•Fernfeld , Lighthill’s Theorie, Curle’s Theorie, Howe’s Theorie
•Beispiele: lineare Theorie des Schalls aufgrund der Interaktion von Flügel mit Wirbeln, Slat-Noise, Shock-Buffet, Jet-screech, Cavity-Noise,

Strömungsbeeinflussung

•Variationsrechnung
•Optimale Kontrolle mittels der adjungierten Navier-Stokes-Gleichungen: Sensitivität, Lagrang’sche Betrachtungsweise, Regularisierung
•Kontrolle durch Feedback: lineare Systeme, LQR, Riccati-Gleichung, Kalman Filter •Beispiele anhand ausgewählter Veröffentlichungen

Literatur

  • Howe: Theory of vortex sound

  • Rienstra & Hirschberg: An Introduction to Acoustics

  • Gunzberger:FlowControl

  • Journal-Paper: werden elektronisch zur Verfügung gestellt

  • S. B. Pope, Turbulent Flows, Cambridge University Press, 2000