In dieser Arbeit werden die Leistungskennzahlen von Helmholtz-Resonatoren untersucht.Hierfür werden numerische Simulationen mit dem Open-Source-Paket OpenFOAM durchgeführt. Es wird eine einfache Skalierungsmethode präsentiert mit deren Hilfe sich Resonator-Geometrien, welche mehrere Öffnungen pro Hohlraum besitzen, zu Geometrien mit nur einer Öffnung pro Hohlraum vereinfachen lassen, ohne dabei deren Resonanzverhalten zu verändern. Um die Impedanz des Resonators zu ermitteln, werden zwei unterschiedliche Ansätze getestet und verglichen. Zum einen wird die Impedanzrohr-Methode herangezogen, welche flächengemittelt Druck und Geschwindigkeit, gemessen auf einer Referenzebene, zur Bestimmung der Impedanz nutzt. Zum Anderen die in situ Methode, welche mit Druckmessungen an der Stirnfläche und dem Boden des Hohlraumes arbeitet. Die somit ermittelten Impedanzwerte zeigen eine gute Übereinstimmung untereinander, wobei eine steigende Abweichung bei Erhöhung der Überströmungsgeschwindigkeit festgestellt werden kann. Ein besonderes Augenmerk liegt in der Ermittlung von Überströmungseffekten auf das Resonatorverhalten. Durch die Überströmung wird ein Zirkulationsgebiet im Hals des Resonators erzeugt, welcher die fluktuierende Gesamtmasse verringert, was wiederum zu einer Erhöhung der Eigenfrequenz führt. Dieses Verhalten kann in den Simulationen bestätigt werden, welche wiederum mit analytischen Schätzungen abgeglichen werden. Bei niedrigen Geschwindigkeiten der Überströmung kann ein so genanntes “Pfeifen” beobachtet werden. Hierbei handelt es sich um ein Phänomen welches auftritt, wenn die Zeitskalen der Wirbel, die sich aufgrund der Überströmung am Hals des Resonators ablösen und auf der gegenüberliegenden Wand auftreffen, mit der Eigenfrequenz des Resonators übereinstimmen und periodische Druckfluktuationen verursachen. Dieser Effekt wird anschließend analytisch untersucht und mit einer kritischen Strouhal Zahl in Verbindung gebracht. Mithilfe von experimentell ermittelten Daten können die Simulationsergebnisse bis zu einer Überströmungsgeschwindigkeit von Mach 0,4 validiert werden, wobei auch teils eine größere Übereinstimmung als in anderen Veröffentlichungen festgestellt wird.
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In dieser Arbeit werden die Leistungskennzahlen von Helmholtz-Resonatoren untersucht.Hierfür werden numerische Simulationen mit dem Open-Source-Paket OpenFOAM durchgeführt. Es wird eine einfache Skalierungsmethode präsentiert mit deren Hilfe sich Resonator-Geometrien, welche mehrere Öffnungen pro Hohlraum besitzen, zu Geometrien mit nur einer Öffnung pro Hohlraum vereinfachen lassen, ohne dabei deren Resonanzverhalten zu verändern. Um die Impedanz des Resonators zu ermitteln, werden zwei untersc...
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