Opis projektu
Badanie interakcji między przepływem a akustyką może doprowadzić do opracowania skuteczniejszych materiałów dźwiękochłonnych
Na efektywność metod charakteryzacji materiałów dźwiękochłonnych wpływa brak opisu interakcji między falami akustycznymi a turbulentną warstwą graniczną nad powierzchnią materiału. Zespół projektu LINING, finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych, zbada niewyjaśnione wyniki eksperymentalne występujące, gdy fala dźwiękowa napotyka turbulentne prądy powietrza na powierzchniach pokrytych wykładzinami akustycznymi. Naukowcy zmierzą prędkości akustyczne i hydrodynamiczne w pobliżu wygłuszonej powierzchni za pomocą nowych eksperymentów i symulacji numerycznych o wysokim stopniu wierności. Opisanie, w jaki sposób przepływ i akustyka oddziałują na technologie redukcji hałasu silników lotniczych, może utorować drogę do opracowania przyszłych powierzchni dźwiękochłonnych o większej redukcji hałasu i mniejszym oporze.
Cel
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.
Dziedzina nauki
- engineering and technologymechanical engineeringvehicle engineeringaerospace engineeringaircraft
- natural sciencesphysical sciencesclassical mechanicsfluid mechanicsfluid dynamics
- natural sciencesphysical sciencesacoustics
- engineering and technologymechanical engineeringvehicle engineeringaerospace engineeringaeronautical engineering
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
ERC - Support for frontier research (ERC)Instytucja przyjmująca
10129 Torino
Włochy