On the basic phenomena of acoustic wave generation and dynamics in compressible shear flows / vorgelegt von Jan-Niklas Hau, M.Sc.

Format:

Book

Author/Creator:

Hau, Jan-Niklas, author.

Language:

English

Subjects (All):

Phenomenology--Congresses.

Phenomenology.

Physical Description:

1 online resource (211 pages) : illustrations

Edition:

1st ed.

Place of Publication:

Gottingen, [Germany] : Cuvillier Verlag, 2017.

Summary:

Besonders bei der Auslegung von Flugzeugtriebwerken machen es Lärmverordnungen und geltende Anforderungen an die Lufttüchtigkeit unmöglich, aeroakustische Eigenschaften zu vernachlässigen. Hier setzt die vorliegende Arbeit an und untersucht aerodynamische Geräuschgenerierung und -ausbreitung in modellierten, ingenieurwissenschaftlich relevanten Scherströmungen. Bislang ist keines der beiden Phänomene vollständig verstanden, obwohl Bereiche mit (konstanter) Schergeschwindigkeit allgegenwärtig sind. Die Analyse des zeitlichen Verhaltens von Störungen mit kleiner Amplitude ermöglicht das fundamentale Verstehen aeroakustischer Phänomene. Hierdurch wird der einzige lineare Mechanismus der akustischen Wellenentstehung in Scherströmungen in zwei und drei Dimensionen identifiziert. Die spektrale Anisotropie dieses linearen Mechanismus führt zu äußerst direktionaler Geräuschabstrahlung. Die Klassifizierung aller linearen und nichtlinearen Prozesse, die an der akustischen Wellenentstehung und -ausbreitung beteiligt sind, und der Vergleich ihrer Effektivität auf Basis direkter numerischer Simulationen, zeigen die Dominanz der linearen Mechanismen und damit ihre Relevanz. Nichtsdestotrotz bleiben diese im Quellterm der akustischen Analogie, die in Lighthills grundlegenden Veröffentlichungen aufgestellt wurde, und deren Erweiterungen unberücksichtigt. Die in dieser Arbeit entwickelte Theorie erlaubt es, äußerst direktionale Geräuschabstrahlung und deren weitere Fortpflanzung in ingenieurwissenschaftlich relevanten Scherströmungen zu erklären.

Contents:

Intro

Contents

List of figures

List of tables

Nomenclature

Abbreviations

1 Introduction

2 Amechanical picture of the transient growth of vortical perturbations in incompressible smooth sh ear flows

3 The linear mechanism of spontaneous wave generation by vortex mode perturbations

4 A comparative analysis of linearly and nonlinearly generated sound in shear flows

5 Lie symmetry analysis

6 Wave propagation in shear flows -The critical layer revisited

7 Summary and conclusion

A The linearized Euler equations for Kelvin modes in inviscid plane constant shear flows

B Extraction of pure vortex mode disturbances

C Further results from Lie symmetry analysis

D Acoustic waves as initial conditions.

Notes:

"Fur den Fachbereich Maschinenbau an der Technischen Universitat Darmstadt."

Description based on online resource; title from PDF title page (ebrary, viewed September 27, 2017).

ISBN:

9783736984837

3736984839