B05: Kabinenlärm von integrierten und verteilten Antrieben

Disziplin Akustik

Eines der Hauptziele des Projekts ist die Einbeziehung der Akustik in den Vorentwurfsprozess, um eine umfassende Bewertung zu gewährleisten. Untersucht werden die Auswirkungen von hochintegrierten Transportflugzeugen auf den Kabinenlärm. Bei den Untersuchungen wird ein deutlicher Schwerpunkt auf die von SynTrac verfolgte Idee einer disziplin- und systemübergreifenden Integration gelegt. Die Schallfelder werden in frühen Entwurfsphasen durch geeignete Mid-Fidelity-Modelle des gesamten Flugzeugs zugänglich gemacht. Dazu wird eine konfigurationsabhängige Auswahl der erforderlichen Modellierungsaspekte sowie eine design-loop-gerechte numerische Lösung untersucht. Das neuartige Konzept erfordert eine gezielte Reduktion von wellenauflösenden, high-fidelity FE-Simulationen.

Motivation

Welche vibroakustischen Modellierungsaspekte werden potenziell von den vorläufigen Designparametern beeinflusst und müssen daher in einer wellenauflösenden Kabinengeräuschsimulation berücksichtigt werden und welche Lösungsstrategien für die identifizierten erforderlichen Modelle erfüllen die Integrationsanforderungen des ganzheitlichen Designs?

  • Integration der Kabinenakustik in den Vorentwurfsprozess von hochintegrierten Transportflugzeugen.
  • Grundlagen für eine ganzheitliche und umfassende Beurteilung schaffen
    Erhöhung der Akzeptanz neuer Technologien durch Berücksichtigung akustischer Aspekte.
  • Systematische Erstellung und Reduktion von hochauflösenden

    • vibroakustischen Modellen für einen ganzheitlichen Flugzeugvorentwurf.

Ziel

  • Eine geeignete Lösung – geeignet für den frühen Entwurf – wird unter Verwendung erweiterter Modelle mit ausgewählten konfigurationsbezogenen Modellierungsaspekten implementiert.
  • Umsetzung und Untersuchung von effizienten Lösungsstrategien:
    1. Parallele Multi-Frontal-LU-Zerlegung vs. iterative Löser unter 2. Verwendung von Block-Vorkonditionierern mit physikbasierten Domänen
    2. Recycling-Techniken
    3. Grobe Entwurfsentscheidungen auf der Grundlage grobmaschiger niederfrequenter Lösungen
  • A06 erhält ein Mid-Fidelity-Modell, das den Schalldruckpegel in der Kabine berechnen kann, um die Integration in den ganzheitlichen Designansatz zu demonstrieren.

Lösungsansatz

Der verfolgte Ansatz integriert die Kabinenakustik in den vorläufigen Designprozess durch die Implementierung von Modellsynergien. Hierbei wird das mit A06 entwickelte Datenkonzept verfolgt und diskutiert, um am Ende dieser Förderperiode einen virtuellen Demonstrator zu realisieren. Dieser soll ein integriertes akustisches Modell im vorläufigen Designprozess enthalten. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen relevante Quellen und Pfade identifiziert und modelliert werden. Anschließend müssen parameterisierte Vibroakustik-FE-Modelle für die Flugzeugkonfigurationen 1a und 2a mit unterschiedlichen Schallübertragungseigenschaften entwickelt werden. Das vorläufige Design für Vibroakustikmodelle wird darauf aufbauend erweitert. Hierbei ist eine Erfahrungs- und Optimierungsbasierte Erweiterung der verfügbaren Daten für den Flugzeugrumpf, die Verkleidung und die Kabine erforderlich. Entsprechende numerische Untersuchungen kompletter Flugzeugkonfigurationen werden im letzten Schritt durchgeführt. Ziel ist dabei auch die Implementierung und Untersuchung effizienter Lösungsstrategien.

Rolle in SynTrac

  • High-Fidelity-Modelle werden auf Basis der vorläufigen Entwurfsdaten aus A06 und der detaillierten Strukturdaten sowie Lasten (Konfig. 1a) aus B06 abgeleitet
  • Strukturelle und strömungsinduzierte Strukturlasten werden nach der Methode in C04 (Konfig. 2a) ermittelt
  • Aeroakustische Lasten stammen aus C05 (Konfig. 1a) und C06 (Konfig. 2a)
    Eine effiziente, erweiterte Mid-Fidelity-Flugzeugmodellierung erfolgt mit A06
  • Weitere Zusammenarbeit: B01, B04, C01

An "B05: Kabinenlärm von integrierten und verteilten Antrieben" beteiligte Personen