Projektbeschreibung
Erkenntnisse zu strömungsakustischen Wechselwirkungen zur Entwicklung von effizienteren schallabsorbierenden Materialien
Die Methoden zur Charakterisierung schallabsorbierender Materialien werden durch die unzureichende Beschreibung der Wechselwirkungen zwischen akustischen Wellen und der turbulenten Grenzschicht über der Materialoberfläche beeinträchtigt. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt LINING untersucht ungeklärte experimentelle Befunde, die beim Auftreffen einer Schallwelle auf turbulente Luftströmungen über mit akustischen Linern behandelten Oberflächen beobachtet werden. Die Forschenden werden die akustischen und hydrodynamischen Geschwindigkeiten in der Nähe einer akustisch behandelten Oberfläche mit neuen Experimenten und hochgenauen numerischen Simulationen messen. Durch die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Strömung und Akustik bei den Technologien zur Geräuschdämpfung von Flugzeugtriebwerken könnte der Weg für die Entwicklung künftiger schallabsorbierender Oberflächen mit größerer Lärmdämmung und geringerem Widerstand geebnet werden.
Ziel
The lack of fundamental knowledge of the interaction between an acoustic wave and a turbulent boundary layer grazing an acoustically treated surface, such as an acoustic liner, is the cause of unexpected and unphysical results found when performing the acoustic characterization of the sound absorbing surface with inverse eduction methods. This is because, in this field, acoustic and aerodynamic have never been fully coupled.
To fill this knowledge gap, the acoustic and hydrodynamic velocities near an acoustically treated surface must be measured. Since it cannot be done only with state-of-the-art experiments, because of hardware and field-of-view limitations, I propose to complement experiments with scale-resolved high-fidelity numerical simulations based on the lattice-Boltzmann very-large-eddy simulation method.
Numerical results will be used to explain the physics of the acoustic-flow interaction. Advanced data analysis methodologies will be developed and applied to separate the acoustic-induced velocity near the wall from the hydrodynamic one. At the same time, the numerical database will be used to compare inverse methods, employed to acoustically characterize the sound absorbing surfaces, in order to explain the physical reasons behind the unexpected results, and propose physics-based corrections. Furthermore, by describing the flow-acoustic interaction, it will be possible to model and predict the drag increase caused by the coupling between the acoustic-induced velocity and the free-stream one.
My description of the flow-acoustic interaction will solve the scientific debate about the unexpected results and pave the way towards future broadband low-noise low-drag acoustic meta-surfaces to increase propulsion efficiency and reduce noise of future, more sustainable, aircraft engines.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologymechanical engineeringvehicle engineeringaerospace engineeringaircraft
- natural sciencesphysical sciencesclassical mechanicsfluid mechanicsfluid dynamics
- natural sciencesphysical sciencesacoustics
- engineering and technologymechanical engineeringvehicle engineeringaerospace engineeringaeronautical engineering
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC - Support for frontier research (ERC)Gastgebende Einrichtung
10129 Torino
Italien