Fast Non-Empiric Tonal Noise Prediction Model for Installed Propulsors

The increasing demand for cuts in environmental pollution is driving aircraft manufacturers towards sustainable aviation concepts that integrate unconventional propulsion configurations on the airframe. To aid the design process of new aircraft, a reliable prediction of installed rotor noise emissions would be required. Therefore, in this work an advanced rotor noise prediction approach is presented, which was developed to be fast and physical-principles-based, in order to be able to represent current and possibly newly arising noise sources mechanisms in complex configurations. The tool-chain proposed relies on aerodynamic predictions based on Actuator Disc (AD) Reynolds Averaged Navier Stokes (RANS) computations that provide the background flow solution for the Computational Aeroacoustics (CAA) method, which considers Gaussian regularized line-source distributions of strengths defined from either the obtained AD surface loads solution, or tabulated aerodynamic data used in combination with a model based on Blade Element Momentum Theory (BEMT). In this work initial successful results are reported for simplified test cases, outlining future possible applications

Extension of the concept of Ffowcs-Williams and Hawkings type wave extrapolation to non-trivial flow effects and exterieor surfaces

In appreciation of Ffowcs-Williams and Hawkings’ seminal contribution on describing the sound radiation from moving objects, this article discusses a concept of taking into account local non-trivial flow effects on the sound propagation. The approach is motivated by the fact that the numerical simulation of the sound propagation from complete full scale aircraft by means of volume-discretizing (CAA = Computational AeroAcoustics) methods is prohibitively expensive

Entwicklung und Validierung eines Simulationsmodells für das Triebwerks- und Schubverhalten des Tragschraubers MTOsport

Das Institut für Flugsystemtechnik entwickelt ein Softwaremodell für einen Tragschraubersimulator zur Simulation des Tragschraubers MTOsport. Ein wichtiger Bestandteil des Softwaremodells ist das Schub- und Triebwerksmodell, welches eine Reihe von Einflüssen auf den Tragschrauber hat. Neben dem Schub entstehen eine Reihe von Momenten abhängig von den Steuereingaben, dem Tragschrauberzustand und den Umgebungsbedingungen. Diese Arbeit beginnt mit der theoretischen Untersuchung des Propellers und des Motors. Ein Grundbestandteil davon ist die Betrachtung des Propellermoments um seine Antriebsachse und des Schubs abhängig von Fluggeschwindigkeit und Propellerdrehzahl. Diese Basis wird durch eine Reihe zusätzlicher Effekte erweitert, die bei Quereinströmung, Drehbewegungen normal zur Antriebsachse oder bei Blattverwindung des Propellers auftreten. Weiterhin werden die Propellerträgheit bei Veränderung der Drehzahl, Kreiselmomente sowie der Propellernachlauf, der auf die Leitwerke trifft, untersucht. Basierend auf den theoretischen Grundlagen wird ein Simulationsmodell erstellt, das in die bestehende Simulationssoftware des Tragschraubers integriert wird. Um das Tragschrauberverhalten des Simulationsmodells mit dem Tragschrauber MTOsport vergleichen zu können, werden Messkampagnen durchgeführt. Mithilfe der Messdaten werden die Modell-Parameter angepasst und das Modell optimiert. Messdaten typischer Flugmanöver werden schließlich zur Validierung des Schub- und Triebwerksmodells verwendet

High-fidelity sound propagation methods for evaluating engine tones of a business jet

Fluglärm ist von hoher Bedeutung für die Entwicklung leiser Flugzeuge. So kann eine frühe Vorhersage der erwarteten Schallabstrahlung den Entwicklungsprozess erleichtern. Genaue Lärmberechnungen werden jedoch schnell sehr aufwändig, so dass vorzugsweise auf vereinfachte Methoden zurückgegriffen wird. Oft ist dabei nicht klar, wie stark die Vereinfachungen die Ergebnisse beeinflussen. Der Vergleich mit Messdaten kann helfen, einen Einblick zu bekommen, welcher Simulationsaufwand betrieben werden muss, um realitätsnahe Ergebnisse zu erhalten. Der Beitrag gibt einen Einblick in die Bemühungen, Überflugsmessdaten eines Businessjets (Gulfstream G550) mit volumenaufgelösten sowie oberflächenbasierenden Simulationsverfahren zu vergleichen. Der Vergleich beschränkt sich dabei auf die vom Triebwerk abgestrahlten Töne. Dabei werden Schwierigkeiten und Lösungsansätze vorgestellt, um die Simulationsverfahren in Zukunft für Flugzeugdesign einsetzen zu können