ISBN 9783843925068

978-3-8439-2506-8, Reihe Fahrzeugtechnik

Stefan Schimmelpfennig
Aeroakustik von Karosseriespalten

147 Seiten, Dissertation Universität Erlangen-Nürnberg (2015), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Eine der auffälligsten und störendsten Lärmquellen eines Personenkraftfahrzeugs ist die Gesamtheit aller überströmter Karosseriespalte, insbesondere jedoch der Heckklappenspalt. Dieser stellt, zusammen mit dem darunter liegenden Hohlraum, einen Helmholtz-Resonator dar, der von der Außenströmung zum Schwingen und somit zur Emission von Schall angeregt wird. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den aeroakustischen Anregungsmechanismen, die zum einen von der Außenströmung und zum anderen von der Wechselwirkung jener mit dem Resonator induziert werden. Es können drei wesentliche Anregungsmechanismen identifiziert werden: Die Wechseldruckschwankungen in der turbulenten Grenzschicht, die Interaktion zwischen Strömung und Spaltvorderkante und die dadurch hervorgerufenen Scherschichtinstabilitäten und schließlich die Interaktion ebendieser mit der Spalthinterkante. Darüber hinaus wird das Verhalten des dadurch angeregten Resonators näher beleuchtet, um aufzuzeigen, welche Anregungsmechanismen in welchem Frequenzbereich den Resonator am effektivsten anzuregen vermögen. Eine detaillierte Untersuchung erfolgt an vereinfachten, generischen Resonatoren, jedoch schließt sich unmittelbar daran der Transfer auf originale Heckklappenresonatoren an, sodass Validität und Nutzbarkeit in der Fahrzeugentwicklung gewährleistet sind. Beachtung finden auch zusätzliche Randbedingungen, die bei realen Fahrzeugen von Bauteiltoleranzen, aber auch von Anbauteilen, wie der Dachantenne, hervorgerufen werden. Schlussendlich zielt die Arbeit darauf ab, den vom Heckklappenresonator emittierten Schalldruckpegel zu reduzieren. Hierzu werden jene Parameter eruiert, mit denen Einfluss auf die Anregungsmechanismen und das Resonanzverhalten genommen werden kann, sodass, mit einer davon abgeleiteten Auslegungsstrategie, ein niedriger Schalldruckpegel im Fahrzeuginnenraum erzielt werden kann.