Untersuchung von lokal und nichtlokal reagierenden akustischen Dämpfern (Linern) für Triebwerke

Diese Arbeit dokumentiert eine experimentelle Parameterstudie zu passiven Schallabsorbern für Flugzeugtriebwerke (Liner). Methodisch stützt sie sich auf Versuche an Absorbern in einem Strömungskanal mit Mikrofonen. Damit werden mittels Schallfeldzerlegung die akustischen Streufaktoren Reflexion, Transmission und Dissipation bestimmt. Darüber hinaus wird das Modell LINUS vorgestellt, das die Berechnung der Impedanz des Liners auf Basis der Transmission erlaubt. Zudem werden die Eigenschaften sowie die Genauigkeit der Kanäle DUCT-S und DUCT-R dokumentiert. Der erste Teil der Liner-Studie zeigt Daten von lokal reagierenden Linern ohne Zellverbindungen. Im zweiten Teil der Studie stehen nichtlokal reagierende Testobjekte mit Zellverbindungen im Fokus. Für praxisrelevante lokal reagierende Triebwerksliner werden diverse Einflussgrößen (Geometrie, Linerlänge, Strömung etc.) herausgearbeitet. Der Referenzliner HR-S2 erlaubt zudem einen Prüfstands- und Methodenvergleich mit der NASA und weist so eine hohe Übereinstimmung der Impedanzdaten nach. Der zweite Teil der Studie beleuchtet die Verbindungen zwischen Resonatorzellen, bspw. durch Drainageschlitze, und deren Auswirkung auf die Dämpfung. Dazu wird die Reichweite der Zellinteraktion bestimmt. Vermeintlich lokal reagierende Testobjekte erweisen sich dabei als schwach nichtlokal reagierend. Zusätzliche generische Prinzipexperimente lassen die Analyse kleinerer Zellverbünde zu. Anhand dieser Daten wird ein empirisches Modell abgeleitet, das die Kopplung zwischen Abstimmfrequenz und Zusatzdämpfung abhängig von der Percentage Open Area (POA) der Zellwand berücksichtigt. Dies ist ein wichtiger Befund, weil damit durch die Zellverbindung die Dämpfung weiterer Frequenzen möglich ist, was die Gesamtdämpfung des Liners verbessert

Acoustic Liner Research at German Aerospace Center (DLR) and Technical University of Berlin

Overview of liner research at DLR, Berlin Engine Acoustics Department and TU Berli

Folgekalibriermessungen von zwei Kistler-Sonden für akustische Messungen an Brennkammern

Im Rahmen der Arbeit wurden zwei Kistler-Sonden im Vergleich zu einem Kondensatormikrofon kalibriert, um Korrekturfaktoren für Amplitude und Phase zu bestimmen. Neben Betrachtungen zur Überströmung wurden die Sonden dabei auch untereinander vergliche

Kalibriermessungen von drei Kistler-Sonden für akustische Messungen an Brennkammern

Im Rahmen der Arbeit wurden drei Kistler-Sonden (neues Design) im Vergleich zu einem Kondensatormikrofon kalibriert, um Korrekturfaktoren für Amplitude und Pha-se zu bestimmen. Neben Betrachtungen zur Überströmung wurden die Sonden da-bei auch untereinander vergliche

Study on a Generic Nonlocally Reacting Liner

For many applications (e.g., in aircraft engines), the cells of Helmholtz resonator liners are not solely locally reacting because drainage slots are cut into the side walls. However, for the design of liners, the resulting effects of such drainage slots are currently not taken into account. Therefore, this paper presents a study on the effects of liner-cell interaction. In the first part, experimental results for different slot configurations of a generic test object (the scaled liner cavity) are shown and discussed. The major result is an additional dissipation maximum caused by the cell interaction. Based on these findings, an empirical relation is derived incorporating geometrical parameters like the percentage open area ratio to predict the appearance of the additional maximum

Determination of the impedance for lined ducts with grazing flow

Passive means of acoustically damping devices like perforates or - more generally - liners play an important role in industrial applications to protect the community e.g against power plant noise´. In aero-engines, Helmholtz resonator type liners serve as substantial noise abatement means in regions of cold flow. An important physical property to characterize lining devices is the impedance. Several impedance eduction methods exist in literature, most of which are mathematically complicated or need substantial computation time. This paper presents a new impedance eduction method, which is relatively simple to apply, robust, and cheap in terms of computational effort. The method is derived and validated with NASA benchmark data. Its accuracy and applicability is demonstrated and approved

Kalibriermessungen von zwei Kistler-Sonden für akutische Messungen an Brennkammern

Im Rahmen der Arbeit wurden zwei Kistler-Sonden im Vergleich zu einem Kondensatormikrofon kalibriert, um Korrekturfaktoren für Amplitude und Phase zu bestimmen. Neben Betrachtungen zur Überströmung wurden die Sonden dabei auch untereinander verglichen

FULL-SCALE TESTS ON APU NOISE REDUCTION

The present paper describes an experimental investigation of the noise emission of a full-scale Garrett (Honeywell) GTCP 36-300 APU as installed on commercial airplanes like the Airbus A320. The APU exhaust noise emissions are measured in a well-controlled environment by 25 ground-based microphones arranged in a polar arc. Comparing a hard-wall reference case with different exhaust mufflers, special attention is given to the assessment of the noise reduction obtained. The performance of a newly designed muffler is compared to the standard device for the most relevant operating states ECS (environmental control system) and MES (main engine start). The paper concludes with a short examination of possibilities to improve the overall noise reduction