Luftfart & Forsvar
Aeroakustik er en gren af akustik, der studerer støjgenerering via enten turbulent væskebevaegelse eller aerodynamiske kræfter, der interagerer med overflader.
Aeroakustik er vigtig i designet af fly, køretøjer, vindmøller, og endda bygninger og broer for at minimere vibrationer og støj.
Der er to støjkilder, som er vigtige, når man taler om aeroakustik—ekstern støj og aerodynamisk støj (eller pseudo-støj), se nedenfor grafik.
Aeroakustik er også relateret til effektivitet. Aerodynamik og aeroakustik er relateret, idet hvis der ikke er (eller minimal) akustisk støj, er der mindre turbulens, hvilket er en indikation af den aerodynamiske effektivitet. Dette forhold er gensidigt.
De grundlæggende problemer med aeroakustik er, at de fleste testscenarier er dyre og tidskrævende, og teoretiske tests baseret på beregningssoftware er vanskelige at simulere realistisk. På grund af kompleksiteten af grænselags trykvariationer kræver simuleringer ofte flere valideringer og korrigeringsfaser.
Specifikt er det vanskeligt at kvantificere og forstå turbulensen og flowinduceret støj på forskellige køretøjer (fly, biler og droner), simuleringsværktøjer er langsomme og unøjagtige på grund af den stokastiske adfærd af turbulens, eksperimentelle akustiske tests er dyre på grund af behovet for anekkoiske vindtunneler, og fly skal generelt bruge skala-modeller af fly eller komponenter, der kræver højfrekvenskapaciteter.
Aeroakustik er en kritisk komponent i design, certificering og drift af luftfartøjer. Typiske kilder til vindstøj vises nedenfor.
Grænselagsmålinger
Hovedfokus for vindstøjstestning i luftfartsindustrien er målinger i grænselag. I luftfartsindustrien er disse typer målinger af stigende betydning. Hovedinteressen ligger i at adskille det akustiske signal fra den flowinducerede turbulente støj. Formålene spænder fra at kvantificere mængden af lydkraft, der udsendes fra en struktur, over lydkilde-lokalisering ved hjælp af et array af mikrofoner til at kvantificere de turbulente belastninger, som en struktur udsættes for.
Grænselagsteori dikterer, at målinger skal foretages præcist på overfladen af strukturen, da statistikken for strømmen hurtigt afviger med stigende afstand fra grænsen. Desuden skal der tages hensyn til ikke at ændre geometrien af strukturen, da en sådan handling kan ændre strømmen drastisk. Se nedenfor illustration.
På grund af kompleksiteten ved at måle trykvariationer i grænselaget er det stadig meget vanskeligt at simulere aeroakustik, og det kræver ofte flere validerings- og korrektionstrin. Øget computerkraft kombineret med præcisionsmikrofoner fra GRAS muliggør vindkanal- og flytest. Dette hjælper med at undersøge nye luftfartsbegreber, verificere ydeevnen af innovative designs gennem eksperimentelle valideringer af CFD-modeller og validere forudsigelsesmodeller.
Der er to metoder til montering af mikrofoner til måling i grænselaget: Invasive (flush-mounting) eller non-invasive (surface-mounting).
Flush-mounting er den foretrukne metode, fordi mikrofonen sidder på samme plan som den omgivende overflade og ikke skaber yderligere turbulens.
Udforsk vores udvalg af flush-mount mikrofoner og monteringsudstyr, såsom den 47BG-FV og dens reducerede fodaftryk monteringssystem.
Der er dog tidspunkter, hvor flush-mounting ikke er muligt, når der ikke er plads under overfladen, hvis genstanden ikke kan udskiftes, hvis boring i overfladen vil ødelægge genstanden, eller hvis der kun er behov for en hurtig test. I sådanne tilfælde er en overflademonteret mikrofon som den Ultra-Thin Precision (UTP) mikrofon med en ultra-lille formfaktor (kun 1 mm profil) ideel.
