Szárnyprofil aeroakusztikai vizsgálata

Lendvai Bálint MSc I. évf.

e-mail: balint.lnd@gmail.hu

Konzulens: Dr. Benedek Tamás, Áramlástan Tanszék

e-mail: benedek@ara.bme.hu

Napjainkban sokat vizsgált téma az áramlástani forgógépek által keltett zaj. A zajos környezet ergonómiai és élettani hatásai miatt szabványok korlátozzák a zajterhelést az iparban és a háztartásokban is. Egy ventilátor által lesugárzott zaj számottevő része áramlási eredetű, melynek jelentős hányada a lapátozáshoz köthető zajforrásokból származik, ezért ezek lokalizálása kritikus fontosságú a zaj csökkentése vagy megszüntetése szempontjából.

Az áramlási eredetű zajkeltési mechanizmusok vizsgálatának egyik módja a hibrid numerikus áramlástani és aeroakusztikai szimuláció. A korábbi munkám során hibrid aeroakusztikai szimulációiból a Ffowcs-Williams-Hawkings [1] módszer segítségével számoltam a ventilátorlapát-modellek által lesugárzott zajt. A vizsgálataim során a sajátzajforrások közül egyedül a turbulens kilépő éli zajra és a profilörvényzajra fókuszáltam. További lehetőség az áramlásieredetű zajok meghatározására a félempirikus módszerek alkalmazása, melyekkel egyszerűen mérhető fizikai paraméterekből becsülhető a lesugárzott zaj jellege. A félempirikus módszerek közül a NACA-0012 szárnyprofilra felállított Brooks-Pope-Marcolini modellt [2] emelném ki, amely a keletkező zaj spektrumára ad becslést. Ezek a módszerek gyorsak és költséghatékonyak, ellenben jelentős egyszerűsítéseket tartalmaznak, amelyek rontják a becslés pontosságát. A harmadik lehetőség a keletkező zaj meghatározására az időigényes és költséges mérés, amely történhet egy mikrofonnal, de akár több mikrofonból mikrofontömböt alkotva is.

A jelen vizsgálatok során akusztikai méréseket végeztem egyedülálló ventilátorlapát-modelleken a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Áramlástan Tanszékének Kármán Tódor Szélcsatorna Laboratóriumában található csendes szabadsugárban. A csendes sugár jellegzetessége, hogy alacsony turbulenciaintenzitása miatt a belépő élen keletkező turbulens megfúvási zaj jelentősen lecsökken, így a sajátzajforrások jobban megfigyelhetők. Az akusztikai méréseken túl hődrótos méréseket, kapcsolt áramlástani és akusztikai szimulációkat és félempirikus akusztikai számításokat is végeztem. Dolgozatomban a csendes szabadsugaras mérések, valamint a numerikus szimulációk és a félempirikus Brooks-Pope-Marcolini modell eredményeit hasonlítom össze a tonális zajokra koncentrálva.

Irodalom:

[1] Ffowcs Williams, J. E.; and Hall, L. H. (1970): Aerodynamic Sound Generation by Turbulent Flow in the Vicinity of a Scattering Half Plane. J. Fluid Mech., vol. 40, pt. 4, pp. 657 -670

[2] Brooks, T.F.; Pope, D. S.; and Marcolini, M. A. (1989): Airfoil self-noise and prediction, NASA Reference Publication No. 1218

szerző

Lendvai Bálint
Gépészeti modellezés mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)

konzulens

Dr. Benedek Tamás
adjunktus, Áramlástan Tanszék

helyezés

III. helyezett