Experimentele en numerieke analyse van buffeting verschijnselen en hun invloed op verre veldruisstraling

Begrensde stromingen worden gebruikt in een grote verscheidenheid aan toepassingen, zoals onder wagens en in ventilatiesystemen in voertuigen en gebouwen. Binnen deze systemen kan loshechting van de stroming optreden ten gevolge van obstakels in de stroming en variaties in de geometrie. Vanwege het typisch lichtgewicht ontwerp van de begrenzende structuur, kunnen deze verschijnselen leiden tot structurele trillingen met grote amplitude. Dit kan op zijn beurt leiden tot ongewenste geluidsafstraling naar bijvoorbeeld de cabine van een voertuig. Conventionele oplossingen om deze problemen aan te pakken zijn afhankelijk van volumineuze dempingslagen of zware toevoegingen, die het lichtgewicht ontwerp teniet doen. Innovatieve oplossingen, zoals metamaterialen, kunnen een meer performante lichtgewicht oplossing bieden voor deze stromingsgeïnduceerde geluids- en trillingsproblemen, maar er is een nood aan nauwkeurige modelleringsstrategieën om hun ontwerp te sturen. Door stroming geïnduceerde geluids- en trillingsverschijnselen zijn het resultaat van complexe interacties tussen de aerodynamica, het akoestische veld aan beide zijden van de begrenzende constructie en de dynamica van deze constructie. Vanwege de grote variatie in karakteristieke lengte- en energieschalen, zou directe numerieke modellering van deze interacties resulteren in een ontoelaatbare rekenkost. Dit doctoraatsproject maakt daarom gebruik van een binnen de onderzoeksgroep ontwikkelde solver voor de gelineariseerde Navier-Stokes-vergelijkingen (gebaseerd op een hoge-orde discontinue Galerkin-discretisatie) en structurele eindige-elementenmodellen, om een nauwkeurige simulatietechniek te ontwikkelen voor stromingsgeïnduceerde trillingen en hun effect op de geluidsafstraling naar het verre veld. Daarnaast zullen metingen uitgevoerd worden op een geselecteerde configuratie, onderhevig aan buffeting verschijnselen, om een experimentele aerodynamische en akoestische database te bekomen voor de validatie van (niet-)lineaire modellen voor aero- en vibro-akoestische geluidsopwekkingsmechanismes.