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Zusammenfassung
  • Neben den aerodynamischen Daten ist die Schallleistung eine wichtige Kenngröße von Ventilatoren.
    Die Berechnung des Schalls unmittelbar aus den Grundgleichungen der Strömungsmechanik
    („Computational Aeroacoustics“) scheint für den praktischen Einsatz in den nächsten
    Jahren nicht möglich, obwohl in den vergangenen Jahren methodisch erhebliche Fortschritte
    erzielt wurden.

    In der vorliegenden Arbeit wird die Schallabstrahlung eines Axialventilators unter Verwendung
    halbempirischer Verfahren aus der Literatur vorherberechnet und mit Messungen verglichen.
    In diesen Verfahren werden die Geräuschanteile der verschiedenen Quellen getrennt
    voneinander ermittelt und am Ende - auch spektral - zusammengesetzt. Ein Schwerpunkt der
    Arbeit liegt auf der Untersuchung des Geräuschmechanismus „Interaktion der Ventilatorschaufeln
    mit der Zuströmturbulenz“, der schon für relativ geringe Turbulenzgrade in der Einlaufströmung
    einen dominierenden Anteil am Gesamtspektrum des Ventilators hat. Mit Hilfe
    von Hitzdrahtmessungen werden die charakteristischen Turbulenzparameter unterschiedlicher
    Zuströmkonfigurationen zum Ventilator ermittelt und als Eingangsgrößen in die Geräuschberechnungsverfahren
    verwendet. Die prognostizierten spektralen Schallleistungspegel sowie
    die Gesamtschallleistungspegel stimmen bei allen untersuchten Zuströmkonfigurationen befriedigend
    mit den Messungen überein.
Abstract
  • Beside the aerodynamic performance the sound power is an important parameter of fans. The
    direct noise calculation based on the governing equations of fluid mechanics (“Computational
    Aeroacoustics“) seems not to be applicable for industrial use within the next years although
    recently considerable methodical progress was achieved.

    This work is concerned with the prediction of broadband noise from an axial fan by means of
    semi-empirical noise prediction models taken from literature and the comparison with
    measurements. In these models different noise generating mechanisms are taken into account
    and modeled separately. Emphasis is placed on the investigation of the mechanism “inflow
    turbulence and interaction with the fan blades”, which can become a dominant factor in the
    broadband noise spectrum of the fan if the incoming flow is disturbed. Characteristic
    parameters of a range of turbulent flow fields generated by various inflow arrangements are
    measured with hot wire anemometry and fed into the fan noise prediction models. The
    predicted broadband spectra as well as the broadband overall sound power levels are in
    reasonable or even satisfying agreement with the measurements.
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