Luftfart og forsvar
Aeroakustik er en gren af akustik, der studerer støjgenerering via enten turbulent væskebevægelse eller aerodynamiske kræfter, der interagerer med overflader.
Aeroakustik er vigtig i design af fly, køretøjer, vindmøller og endda bygninger og broer for at minimere vibrationer og støj.
Der er to kilder til støj, som er vigtige, når man taler om aeroakustik – ekstern støj og aerodynamisk støj (eller pseudo-støj), se nedenstående grafik.
Aeroakustik er også relateret til effektivitet. Aerodynamik og aeroakustik hænger sammen ved, at hvis der ikke er nogen (eller minimal) akustisk støj, er der mindre turbulens, hvilket er en indikation af den aerodynamiske effektivitet. Dette forhold er gensidigt.
De grundlæggende problemer ved aeroakustik er, at de fleste testscenarier er dyre og tidskrævende, og teoretiske test baseret på beregningssoftware er vanskelige at simulere realistisk. På grund af kompleksiteten af grænselag trykvariationer kræver simuleringer ofte flere valideringer og korrektionsfaser.
Specifikt er det vanskeligt at kvantificere og forstå turbulens og flow-induceret støj på forskellige køretøjer (fly, biler og droner), simuleringsværktøjer er langsomme og upræcise på grund af den stokastiske opførsel af turbulens, eksperimentelle akustiske test er dyre på grund af behovet for ekkofri vindtunneler, og flyskalakomponenter, der generelt har brug for højere kapaciteter for fly- eller flymodeller.
Aeroakustik er en kritisk komponent i design, certificering og drift af luftfartøjer. Typiske vindstøjskilder er vist nedenfor.
Grænselagsmål
Hovedfokus for test af vindstøj i luft- og rumfartsindustrien er målinger i grænselag. I rumfartsindustrien er disse typer målinger af stigende betydning. Hovedinteressen er at adskille det akustiske signal fra den flow-inducerede turbulente støj. Formål spænder over kvantificering af mængden af lydstyrke, der udstråles fra en struktur, over lydkildelokalisering ved hjælp af en række mikrofoner for at kvantificere de turbulente spændinger, som en struktur udsættes for.
Grænselagsteorien tilsiger, at målinger skal foretages nøjagtigt på overfladen af strukturen, da statistikken over flowet afviger hurtigt med stigende afstand fra grænsen. Desuden skal man passe på ikke at ændre strukturens geometri, da en sådan handling drastisk kan ændre flowet. Se illustrationen nedenfor.
På grund af kompleksiteten ved måling af grænselagstrykvariationer er det stadig meget vanskeligt at simulere aeroakustik og kræver ofte flere validerings- og korrektionsfaser. Stigende regnekraft kombineret med præcisionsmikrofoner fra GRAS tillade vindtunnel og test under flyvning. Dette hjælper med at undersøge nye rumfartskoncepter, 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: Påtrængende (planmonteret) eller ikke-påtrængende (overflademontering).
Planmontering er den foretrukne metode, fordi mikrofonen sidder i samme plan som den omgivende overflade og ikke skaber yderligere turbulens.
Udforsk vores udvalg af forsænkede mikrofoner og monteringstilbehør, såsom 47BG-FV og dets beslag med reduceret fodaftryk.
Der er dog tidspunkter, hvor planmontage ikke er mulig, hvor der ikke er plads under overfladen, selve emnet ikke kan udskiftes, hvis boring i overfladen vil ødelægge emnet, eller hvis kun en hurtig test er nødvendig. I sådanne tilfælde kan en overflademonteret mikrofon som f.eks Ultra-Thin Precision (UTP) mikrofon med en ultra-lille formfaktor (kun 1 mm profil) er ideel.
