Strömungsakustik II

(SS 2004)

Ehrenfried

Ort und Zeit:

Die Vorlesung findet bis auf weiteres Freitags von 14:15 Uhr bis 17:45 Uhr im Raum HF101 statt. Zwischen den beiden Doppelstunden wird eine Pause von 30 Minuten gemacht. Ich versuche auch weiterhin Kaffee in der Pause anzubieten (mit freundlicher Unterstützung der DLR im Hause; den Mitarbeitern sei hierfür gedankt!). Am Freitag den 21. May 2004 (Tag nach Christi Himmelfart) ist keine Vorlesung.

Übersicht:

Die Grundlagen aus der Vorlesung Strömungsakustik I werden im zweiten Teil weiter vertieft. Die Akustik wird aus der Sicht der Strömungsmechanik betrachtet. Die theoretischen Grundlagen der Schallentstehung und Wellenausbreitung werden vorgestellt. Anhand von Beispielen wird gezeigt, wie die Erkenntnisse auf konkrete Probleme aus der Praxis angewandt werden können.

Die Vorlesung kann in zwei Abschnitte eingeteilt werden. Im ersten Abschnitt wird die Schallabstrahlung von Oberflächen behandelt. Es werden Methoden zur Berechnung der aeroakustischen Schallquellen auf Körperoberflächen vorgestellt. Im zweiten Abschnitt wird die Schallausbreitung in Kanälen betrachtet. In der Vorlesung Strömungsakustik I wurde bereits ebene (zweidimensionale) Kanäle behandelt. Jetzt werden realistischere Fälle, wie etwa dreidimensionalen Kanäle mit veränderlichen Querschnitt, vorgestellt.

Voraussetzungen:

Ein Grundwissen in Strömungslehre sollte mitgebracht werden.
Vorkenntnisse in Akustik, die der Vorlesung Strömungsakustik I entsprechen.

Vorläufige Gliederung:
8. Schallfeld mit Berandung
8.1 Kirchhoff-Helmholtz Integral
8.2 Numerische Berechnung der Schallabstrahlung von Oberflächen
8.3 Schallquellen und Reziprozität
9. Bewegte Schallquellen
9.1 Schallfeld eines bewegten Monopols
9.2 Frequenzverschiebung
9.3 Quelle mit Überschallgeschwindigkeit
9.4 Bewegte Massen- und Impulsquellen
10. Schallfelder umströmter Körper
10.1 Formale Darstellung bewegter Flächen
10.2 Die Lighthill-Gleichung mit Berandung
10.3 Quellen auf festen Oberflächen
10.4 Integration der Quellen auf einer bewegten Flächen
10.5 Die Gleichung von Ffowcs Williams und Hawkings
11. Dreidimensionale Kanalmoden
11.1 Wellenausbreitung im Kanal mit rechteckigem Querschnitt
11.2 Harmonische Lösung der Wellengleichung in Zylinderkoordinaten
11.3 Wellenausbreitung im Kanal mit rundem Querschnitt
12. Wellen in Kanälen mit veränderlichem Querschnitt
12.1 Eindimensionale Betrachtung für niedrige Frequenzen
12.2 Reflexionsschalldämpfer
12.3 Reflexion am durchströmten Querschnittssprung
12.4 Akustische Energie bei Strömung


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