Hintergrund

Propeller und Hubschrauberrotoren erledigen effektiv ihre Arbeit und sind effizient in der Anwendung, ihr Betrieb ist allerdings oft mit erheblicher Geräuschentwicklung verbunden. Gerade im Kontext künftiger Mobilitätskonzepte in der Luftfahrt (eVTOL/electrical Vertical Take-Off and Landing, "Lufttaxis") stehen unter anderem auch unerwünschte Lärmemissionen einem breiten Einsatz entgegen. Verschiedene Komponenten (tonal, breitbandig) und Ursachen der Schallentstehung bedürfen dabei unterschiedlicher Gegenmaßnahmen. Die Fähigkeit zur simulativen Wiedergabe ermöglicht dabei neben einem besseren Verständnis der auftretenden Phänomene auch die Optimierung in frühen Entwicklungsphasen mit noch großen Gestaltungsspielräumen.

Problemstellung und Aufgaben

Das fortgeschrittene Simulationsframework des IAG ist mit den Kapazitäten des Höchstleistungsrechenzentrums Stuttgart HLRS bereits in der Lage, hochgenaue CFD-Rechnungen durchzuführen und auch akustisch auszuwerten. Tonale Anteile werden dabei recht gut wiedergegeben, für die Breitbandkomponenten sind unterschiedliche (semi-)empirische Modelle in Überlegung. Hier ist das Ziel, nach Sichtung der Literatur entsprechende vielversprechende Varianten auszuwählen und zu implementieren. Anhand von experimentellen Daten werden die Simulationen dann analysiert, validiert und weiterentwickelt.

Innerhalb der Arbeitsgruppe sind hochaufgelöste CFD-Simulationen mit Kopplung an Flugmechanik und Strukturdynamik ebenso Kernkompetenz wie die Akustiksimulation. Weitere intensive Kooperationen der Arbeitsgruppe existieren mit Airbus Helicopters, Volocopter, dem DLR Braunschweig und der TU München.

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