Entkopplung gekoppelter struktur-akustischer Systeme:
Untersuchungen zur Dämpfung von Strukturen durch Schallabstrahlung


Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Steffen Marburg

Professur für Akustik mobiler Systeme
Fakultät für Maschinenwesen
Technische Universität München
Boltzmannstr. 15
85748 Garching bei München
Tel.: +49 89 289 55120
Fax: +49 89 289 55122
E-Mail: steffen.marburg@tum.de


Projektbearbeiter: Suhaib Koji Baydoun, M.Sc.

Professur für Akustik mobiler Systeme
Fakultät für Maschinenwesen
Technische Universität München
Boltzmannstr. 15
85748 Garching bei München
E-Mail: suhaib.baydoun@tum.de


Sandwichpanele
Quelle: nauticexpo.com
Fakultät für Maschinenwesen, Technische Universität München

läutende Glocke
Quelle: indufa.de
Fakultät für Maschinenwesen, Technische Universität München


Bei Leichbaustrukturen (z.B. Sandwich-Panelen) oder Musikinstrumenten liegt ein großer Anteil der Dämpfung der Schallabstrahlung zu Grunde

Motivation

Dämpfung durch Schallabstrahlung bezeichnet die Dissipation von kinetischer Energie einer Struktur als ins Fernfeld abgestrahlte akustische Energie

  • Gekoppeltes Feldproblem von Struktur und Fluid
  • Relevanz bei sehr schwach gedämpften Problemen (Leichtbau, Musikinstrumente)
  • Proportionalität zwischen Abstrahlgrad und Dämpfung durch Schallabstrahlung
  • Bisher: Dämpfungsangabe als globaler Bauteilwert, z.B. modale Dämpfung
  • Projektidee: Orts- und frequenzabhängige Dämpfung durch Schallabstrahlung an der Oberfläche, z.B. zur Aufbringung als Randbedingung für reine Strukturprobleme


Ziele und wissenschaftliche Problemstellung

  • Systematische Untersuchung und Abschätzung der Dämpfung durch Schallabstrahlung
    • Nutzung numerischer Methoden (FEM für Struktur und BEM für Fluid)
    • Berücksichtigung der numerischen Dämpfung bei BEM
    • Berücksichtigung der Materialdämpfung im Fluid
  • Reduktion des gekoppelten Feldproblems auf ein reines Strukturprobleme
    • Approximation der Fluidwirkung als lokale Randbedingung für die Struktur
  • Entwicklung von Systemen, die Dämpfung durch Schallabstrahlung nutzen


Arbeitsprogramm

  • Aufbau eines voll gekoppelten numerischen Modells für die Strukturdynamik und Akustik
  • Untersuchung und Abschätzung der Dämpfung durch Schallabstrahlung an ausgewählten Modellen und Abschätzung des Anteils numerischer Dämpfung
  • Untersuchung zur Relevanz der Berücksichtigung der Fluiddämpfung in einem gekoppelten Modell
  • Identifikation von Parametern, die besonderen Einfluss auf die Dämpfung durch Schallabstrahlung haben
  • Entwicklung eines numerischen Modells, bei dem die Dämpfung durch Schallabstrahlung in einem rein
    strukturdynamischen Modell berücksichtigt wird
  • Entwicklung und Untersuchung von Konfigurationen, die Dämpfung durch Schallabstrahlung gezielt ausnutzen