DE102010060932A1

DE102010060932A1 - Aero-acoustic wind tunnel has sound-damping structure comprising blade profiles with soft profile surfaces, such that cross-sectional areas of blade profiles in flow direction are set more than that of areas before bisection

Info

Publication number: DE102010060932A1
Application number: DE201010060932
Authority: DE
Inventors: Dr. Bergmann Andreas; Stefan Melber-Wilkending
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: DE102010060932B4

Abstract

The wind tunnel has measuring section with closed deflection corners (6) and blower having current feedback tube (2). A sound-damping structure (14) arranged in deflection corner, has blade profiles (18) with soft profile surfaces (30), such that cross-sectional areas of blade profiles in flow direction (21) are set to 50% more than that of areas before bisection.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft einen Windkanal mit einer Messstrecke und mit einer geschlossenen, mindestens eine Umlenkecke und ein Gebläse aufweisenden Stromrückführungsröhre, wobei in der mindestens einen Umlenkecke eine Schalldämpferkulisse angeordnet ist, die Schaufelprofile mit schallweichen Profiloberflächen aufweist.The invention relates to a wind tunnel with a measuring section and with a closed, at least one Umlenkecke and a fan having current return tube, wherein in the at least one Umlenkecke a silencer backdrop is arranged, which has blade profiles with soundproof profile surfaces.

Insbesondere betrifft die Erfindung einen Windkanal, in dem akustische Untersuchungen an in die Messstrecke eingebrachten Modellen möglich sind und der entsprechend im Betrieb selbst ausreichend leise ist. Ein derartiger Windkanal wird auch als aeroakustischer Windkanal bezeichnet.In particular, the invention relates to a wind tunnel in which acoustic examinations of models introduced into the measuring section are possible and which is correspondingly sufficiently quiet during operation itself. Such a wind tunnel is also referred to as aeroacoustic wind tunnel.

Eine zwischen einer Düse an einem Ende und einem Diffusor am anderen Ende der Stromrückführungsröhre angeordnete Messstrecke des Windkanals kann offen oder geschlossen, d. h. seitlich begrenzt, sein.A measuring section of the wind tunnel disposed between a nozzle at one end and a diffuser at the other end of the current return tube may be open or closed, d. H. be laterally limited.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Getrieben von den Anforderungen aus Industrie und Forschung sind in jüngerer Zeit viele neue aeroakustische Windkanäle gebaut bzw. ältere Windkanäle zu aeroakustischen Windkanälen aufgewertet worden. Einen Überblick dazu gibt E. Duell [1]. Bei dem Kanalentwurf steht im Allgemeinen die Forderung nach einem extrem niedrigen Geräuschpegel in der Messstrecke der Forderung nach sehr guter aerodynamischer Leistung, beschrieben durch Strömungsgeschwindigkeit, Messstreckengröße und Strömungsqualität, entgegen. Dem Strömungsverlust in der Stromrückführungsröhre kommt dabei eine große Bedeutung zu. Das Gebläse, die größte Schallquelle im Kanalkreislauf, muss bei geringen Verlusten weniger leisten und Drehzahl und Leistungsbedarf, maßgeblich für die Lärmentwicklung, können gesenkt werden. Um den verbleibenden Lärmpegel über der Messstrecke weiter zu senken, werden in lufttechnischen Anlagen meist Kulissenschalldämpfer in die geraden Abschnitte der Stromrückführungsröhre eingebaut, die ihrerseits wiederum viel Versperrung und damit einen großen Druckverlust aufweisen. Eine bessere Methode ist die Ausbildung der Umlenkecken als Schalldämpfer, weil sich damit die Dämpfung gegenüber geraden Schalldämpferkulissen bei gleicher Kulissenanzahl erhöht. Dabei ist der Absorptionsgrad von der Frequenzhöhe abhängig. Hohe Frequenzen werden besser bedämpft als tiefe Frequenzen. Auch Frequenzen, bei denen Durchstrahlung der Kulissen im geraden Schalldämpfer stattfindet, können in Umlenkecken gedämpft werden, vgl. [2]. Während für die Absorption höherer Frequenzen eher die Anzahl der Reflexionen an bedämpften, nicht schallharten Wänden entscheidend ist, sind für tiefere Frequenzen eher die Stärke und die Länge des absorbierenden Materials maßgeblich.Driven by the requirements of industry and research, many new aeroacoustic wind tunnels have recently been built or older wind tunnels upgraded to aeroacoustic wind tunnels. An overview gives E. Duell [1]. In the design of the channel, in general, the demand for an extremely low noise level in the measurement path is in conflict with the requirement for very good aerodynamic performance, described by flow velocity, measuring section size and flow quality. The flow loss in the current return tube is of great importance. The blower, the largest source of sound in the channel loop, has less to perform with low losses and can reduce the speed and power requirements that are critical to noise. In order to further reduce the remaining noise level over the measuring section, ventilation systems usually incorporate slotted silencers in the straight sections of the current return tube, which in turn have a lot of obstruction and thus a large pressure loss. A better method is the formation of the Umlenkecken as a muffler, because it increases the damping against straight muffler backdrops at the same set of scenes. The degree of absorption depends on the frequency level. High frequencies are better damped than low frequencies. Even frequencies at which radiation of the scenes takes place in the straight muffler, can be damped in Umlenkecken, see. [2]. While the number of reflections on damped, non-reverberant walls is more important for the absorption of higher frequencies, the thickness and the length of the absorbent material are more important for lower frequencies.

Vielfach wurden bereits bekannte Umlenkschaufelgeometrien mit Absorptionsmaterial geeigneter Stärke beschichtet und zur Erzielung genügender Lauflänge mit tangential auslaufenden geraden Stücken an Vorder- und Hinterkanten versehen. So wurden beispielsweise die nach Kröber [3] ausgelegten Schaufelgitter im FKFS in Stuttgart ergänzt, vgl. [4]. Die Umlenkschaufeln des DNW-LLF in Emmeloord, deren Druckseite mit schallabsorbierendem Material aufgedickt wurde, vgl. [5], basieren auf einer Arbeit von Zwaaneveld [6]. Die Geometrie besteht dabei aus Viertelkreissegmenten, an die gerade Stücke angeschlossen sind. Solche Umlenkschaufeln weisen ein Schalldurchgangsdämpfungsmaß von maximal 10–15 dB auf. Dabei nutzt man den Umstand, dass in der Eckendiagonalen mehr Raum für Dämpfungsvolumen zur Verfügung steht, ohne die Versperrung der Ecke zu erhöhen. Größere Dämpfungswerte können erreicht werden, wenn Profildicke und Profillänge vergrößert werden. Dabei werden zur besseren Baubarkeit die einfachen Grundformen Viertelkreis und Gerade im Allgemeinen beibehalten und die Radien so gewählt, dass die durchströmten Kanäle in den Umlenkgittern konstanten Querschnitt behalten oder leicht expandieren, vgl. [7]. Diesen Entwürfen ist gemein, dass die Profilkonturen an den Übergängen von Kreisbogen an Gerade jeweils aerodynamisch sehr ungünstig wirkende Krümmungssprünge aufweisen. Die Strömungsverluste sind deshalb relativ hoch, und das abströmende Strömungsfeld hinter den Schaufelgittern ist relativ ungleichförmig. Um die durch die geforderte große Schaufeldicke steigende Kanalversperrung nicht zu groß werden zu lassen, ist die maximale Anzahl der Umlenkprofile pro Umlenkecke in aeroakustischen Windkanälen kleiner als in aerodynamischen Windkanälen. Die aerodynamische Belastung einer Schaufel steigt dadurch vergleichsweise an.In many cases already known Umlenkschaufelgeometrien were coated with absorbent material of suitable strength and provided to achieve sufficient run length with tangentially tapered straight pieces at the front and rear edges. For example, the blade grids designed according to Kröber [3] were supplemented at the FKFS in Stuttgart, cf. [4]. The deflector vanes of the DNW-LLF in Emmeloord, whose pressure side was thickened with sound-absorbing material, cf. [5], based on a work by Zwaaneveld [6]. The geometry consists of quarter circle segments to which straight pieces are connected. Such deflection vanes have a maximum sound transmission attenuation of 10-15 dB. It uses the fact that in the corner diagonal more space for damping volume is available without increasing the lock-up of the corner. Greater damping values can be achieved when profile thickness and profile length are increased. For ease of construction, the simple basic shapes of quadrant and straight line are generally retained, and the radii are chosen so that the channels through which flow in the deflecting gratings maintain a constant cross section or expand slightly, cf. [7]. Common to these designs is that the profile contours at the transitions from circular arc to straight line each have aerodynamically very unfavorable curvature jumps. The flow losses are therefore relatively high, and the outflow flow field behind the blade lattices is relatively non-uniform. In order not to let the channel obstruction increasing due to the required large blade thickness increase, the maximum number of deflection profiles per deflection corner in aeroacoustic wind tunnels is smaller than in aerodynamic wind tunnels. The aerodynamic load of a blade thereby increases comparatively.

Die Gefahr der Strömungsablösung wird dadurch vergrößert. Sehr gute akustische Dämpfung wird im Audi-Kanal mit Verwendung von diagonal angestellten und mit Leitblechen an Ein- und Austritt versehenen Kulissenschalldämpfern erzielt, vgl. [8], die allerdings aerodynamisch relativ viel Widerstand erzeugen. Ein Vorschlag mit aerodynamisch besserem Design wurde von D. A. Sarup [9] vorgelegt. Die Profilsehne dieser Geometrie ist so ausgebildet, dass An- und Abstromrichtung tangential zur Vorder- und Hinterkante verlaufen. Der durchströmte Kanal ist dabei wieder in seinem Querschnitt nahezu unverändert. Alle bisherigen Ausführungen haben die Eigenschaft, dass hochfrequente, geradlinig verlaufende einfallende Schallwellen mit nur sehr wenigen Reflexionen an den Schaufelwänden an der Gitterhinterkante wieder austreten können. Die Umlenkgitter können damit relativ leicht durchstrahlt werden. Durch die große Rücklage der stärksten Profilwölbung ist zusätzlich die maximale aerodynamische Belastung pro Schaufelprofil limitiert.The risk of flow separation is thereby increased. Very good acoustic attenuation is achieved in the Audi channel with the use of diagonally employed damper mufflers with baffles at the inlet and outlet, cf. [8], however, aerodynamically produce relatively much resistance. A proposal with aerodynamically better design was presented by DA Sarup [9]. The chord of this geometry is designed so that the arrival and departure direction tangential to the leading and trailing edges. The flow-through channel is again almost unchanged in its cross section. All previous versions have the property that high-frequency, rectilinear incident sound waves with only a few reflections on the blade walls at the grating trailing edge can emerge again. The Deflection gratings can thus be irradiated relatively easily. Due to the large reserve of the strongest profile curvature, the maximum aerodynamic load per blade profile is additionally limited.

Die Forderung nach einem hohen Schalldurchgangsdämpfungsmaß innerhalb der Stromrückführungsröhre bedingt den Einbau von Schalldämpferkulissen mit entsprechend den Anforderungen mehr oder weniger viel Wandstärke und damit viel Versperrung. Durch diese Versperrung wird die Strömung zunächst lokal stark beschleunigt und bei deren Austritt wieder stark verzögert. Hohe aerodynamische Verluste sind die Folge, die ihrerseits wieder ein leistungsfähiges und damit lauteres Windkanalgebläse erfordern. Der Forderung nach möglichst viel absorbierendem Volumen in der Stromrückführungsröhre steht die Forderung nach aerodynamisch möglichst effizient gestalteten Geometrien entgegen. Darüber hinaus treten bei der Verwendung geometrisch einfacher Berandungsgeometrien zur Darstellung der umströmten Profilkontur Sprünge in der Kurvenkrümmung auf (die zweite Ableitung der Profilkontur ist unstetig) und das begünstigt Strömungsablösung und führt damit ebenfalls zu hohen aerodynamischen Verlusten und zur Beeinträchtigung der Strömungsqualität in der Messstrecke. Weiterhin können einfach zu realisierende Geometrien, die aus Kreisbögen und Gerade bestehen, von bestimmten einfallenden Strahlenbündeln mit nur sehr wenigen Wandreflexionen durchstrahlt werden. Der akustische Wirkungsgrad wird dadurch beeinträchtigt.The requirement for a high Schalldurchgangsdämpfungsmaß within the current return tube requires the installation of silencer backdrops according to the requirements more or less wall thickness and thus much obstruction. Due to this obstruction, the flow is first strongly accelerated locally and then strongly retarded when it exits. High aerodynamic losses are the result, which in turn require a powerful and thus louder wind tunnel blower. The demand for as much absorbing volume in the current return tube precludes the demand for aerodynamically most efficiently designed geometries. In addition, occur when using geometrically simple boundary geometries for representing the flow around profile contour jumps in the curvature (the second derivative of the profile contour is unsteady) and favors flow separation and thus also leads to high aerodynamic losses and impairment of flow quality in the test section. Furthermore, easily realizable geometries consisting of circular arcs and straight lines can be irradiated by certain incident beam bundles with only a very few wall reflections. The acoustic efficiency is affected.

Ein bekannter Windkanal ist der Windkanal DNW-NWB in der Konfiguration, wie ihn die Stiftung DNW ( www.dnw.aero ) bislang in Braunschweig betrieben hat. Bei diesem Windkanal mit geschlossener Stromrückführungsröhre nach Göttinger Bauart weist die Stromrückführungsröhre vier Umlenkecken auf, in denen jeweils ein aerodynamisches Umlenkgitter aus Schaufelprofilen mit schallharten Oberflächen angeordnet ist. Das Gebläse ist von der Messstrecke aus gesehen zwischen der zweiten und dritten Umlenkecke angeordnet.A well-known wind tunnel is the wind tunnel DNW-NWB in the configuration, as the Foundation DNW ( www.dnw.aero ) has previously operated in Braunschweig. In this wind tunnel with closed current return tube to Göttinger type, the current return tube on four deflection corners, in each of which an aerodynamic deflection grille is arranged from blade profiles with reverberant surfaces. The blower is arranged between the second and third deflection corners as viewed from the measuring section.

Ein aeroakustischer Windkanal mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 ist aus der EP 0 905 499 A2 bekannt. Die Schaufelprofile in den Umlenkecken weisen schallweiche Profiloberflächen auf. Hierdurch erhalten die Umlenkecken die Doppelfunktion der Stromumlenkung und Schalldämpfung.An aeroacoustic wind tunnel with the features of the preamble of independent claim 1 is known from EP 0 905 499 A2 known. The blade profiles in the deflection corners have soundproof profile surfaces. This gives the Umlenkecken the dual function of power diversion and noise reduction.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Windkanal mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, bei dem die akustische Bedämpfung in der Stromrückführungsröhre weiter verbessert ist und zugleich aerodynamische Vorteile erzielt werden.The invention has for its object to provide a wind tunnel with the features of the preamble of independent claim 1, in which the acoustic damping in the current return tube is further improved and at the same aerodynamic advantages are achieved.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Windkanal mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des neuen Windkanals sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.The object of the invention is achieved by a wind tunnel with the features of independent claim 1. Preferred embodiments of the new wind tunnel are defined in the dependent claims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Kern der Erfindung ist eine spezielle Gestaltung der Schaufelprofile der Schalldämpferkulissen in den Umlenkecken des erfindungsgemäßen Windkanals. Dabei werden vorzugsweise mehrere der Merkmale verwirklicht, die nachfolgende im Einzelnen dargestellt werden. Die Reihenfolge der Darstellung entspricht dabei der Wertigkeit dieser Merkmale nach ihrer akustischen und aerodynamischen Beurteilung hinsichtlich des erzielten Ergebnisses einer hohen akustischen Bedämpfung ohne aerodynamische Beeinträchtigung. Diese Reihenfolge spiegelt sich auch in der Abfolge der Patentansprüche wider. Eine optimale Gestaltung der Schalldämpferkulissen in den Umlenkecken der Stromrückführungsröhre wird bei Verwirklichung aller hier geschilderten Merkmale erreicht. Für einen guten Effekt, der eine deutliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik darstellt, reicht auch die Verwirklichung einer Mehrheit dieser Merkmale aus. Dabei kann auch unter Weglassen des kennzeichnenden Merkmals des Patentanspruchs 1 ein erheblicher Vorteil erzielt werden, obwohl das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs 1 von allen Merkmalen grundsätzlich als das Wichtigste angesehen wird.Core of the invention is a special design of the blade profiles of the silencer scenes in the Umlenkecken the wind tunnel according to the invention. In this case, preferably several of the features are realized, the following are shown in detail. The order of presentation corresponds to the valence of these features according to their acoustic and aerodynamic assessment in terms of the achieved result of a high acoustic damping without aerodynamic impairment. This sequence is also reflected in the sequence of the claims. An optimal design of the silencer scenes in the Umlenkecken the current return tube is achieved in achieving all the features described here. For a good effect, which represents a significant improvement over the prior art, the achievement of a majority of these features is sufficient. It can also be achieved by omitting the characterizing feature of claim 1, a significant advantage, although the characterizing feature of claim 1 is considered by all characteristics in principle as the most important.

Nach dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 sind Profilquerschnittsflächen der Schaufelprofile in Anströmrichtung zu mehr als der Hälfte, vorzugsweise zu mindestens 52%, vor einer Winkelhalbierenden der jeweiligen Umlenkecke angeordnet. Die für dieses Merkmal als Bezug dienende Winkelhalbierende der Umlenkecke kann auch als Eckendiagonale bezeichnet werden. Die Teilfläche der Profilquerschnittsfläche jedes Schaufelprofils vor der Winkelhalbierenden ist größer als die Teilfläche seiner Profilquerschnittsfläche hinter der Winkelhalbierenden. Dies führt zu einem vergleichsweise moderaten und aerodynamisch günstigen Druckanstieg zur Profilhinterkante der Schaufelprofile und lässt verglichen mit bisherigen Schaufelprofilen deutlich höhere aerodynamische Belastungen der Schaufeln zu. Schaufelprofile von Schalldämpferkulissen in Umlenkecken von Windkanälen nach dem Stand der Technik sind bezüglich der Winkelhalbierenden der jeweiligen Umlenkecke so angeordnet, dass der Anteil der Profilquerschnittsfläche vor der Winkelhalbierenden kleiner ist als der Anteil der Profilquerschnittsfläche hinter der Winkelhalbierenden.According to the characterizing feature of claim 1 profile cross-sectional areas of the blade profiles in the direction of flow to more than half, preferably at least 52%, arranged in front of an angle bisector of the respective Umlenkecke. The angle bisector of the deflection corner serving as reference for this feature can also be referred to as corner diagonal. The partial area of the profile cross-sectional area of each blade profile in front of the angle bisector is greater than the partial area of its profile cross-sectional area behind the bisector. This leads to a comparatively moderate and aerodynamically favorable pressure rise to the profile trailing edge of the blade profiles and allows compared to previous blade profiles significantly higher aerodynamic loads on the blades. Blade profiles of silencer backdrops in deflecting wind tunnels according to the prior art are arranged with respect to the bisector of the respective deflection corner so that the proportion of the profile cross-sectional area before the Angle bisector is smaller than the proportion of the profile cross-sectional area behind the bisecting line.

Mittlere Krümmungen von Schaufelskelettlinien der Schaufelprofile sind in Anströmrichtung vor der Winkelhalbierenden größer, vorzugsweise um mindestens 10% größer, als mittlere Krümmungen der stetig gekrümmten Skelettlinien der Schaufelprofile in Anströmrichtung hinter der Winkelhalbierenden der jeweiligen Umlenkecke. Die konsequente Anwendung dieses Designmerkmals führt zu Hockeyschläger-ähnlichen Schaufelprofilen. Dabei ist die Krümmung der Skelettlinien stetig, aber nicht konstant. Bislang gebräuchliche Schaufelprofile weisen, wie bereits ausgeführt, konstante Krümmungen im Bereich der Eckendiagonalen und daran anschließend einen geraden Bereich mit einem dazwischen liegenden Krümmungssprung auf.Mean curvatures of blade skeleton lines of the blade profiles are greater in the direction of flow in front of the angle bisector, preferably at least 10% greater than average curvatures of the continuously curved skeleton lines of the blade profiles in the direction of flow behind the bisectors of the respective deflection corner. The consistent application of this design feature leads to hockey stick-like blade profiles. The curvature of the skeleton lines is constant, but not constant. Previously used blade profiles have, as already stated, constant curvatures in the region of the corner diagonals and, subsequently, a straight region with a curvature jump therebetween.

Vorzugsweise sind die mittleren Krümmungen der Skelettlinien der Schaufelprofile in Anströmrichtung vor der Winkelhalbierenden sogar um mindestens 20% größer als die mittleren Krümmungen der Skelettlinien der Schaufelprofile in Anströmrichtung hinter der Winkelhalbierenden.Preferably, the mean curvatures of the skeleton lines of the blade profiles in the direction of flow in front of the bisecting line are even greater than the average curvatures of the skeleton lines of the blade profiles in the direction of flow behind the bisecting line by at least 20%.

Winkel zwischen einem Verlauf der Stromrückführungsröhre bzw. dem daraus resultierenden Verlauf der Anströmung der Schalldämpferkulisse in der jeweiligen Umlenkecke und den Skelettlinien an Vorderkanten der Schaufelprofile betragen mindestens 5°. Vorzugsweise liegen diese Winkel in einem Bereich von 10–20°. In jedem Fall sind diese Winkel deutlich von null verschieden. Damit verlaufen die Skelettlinien am Eintritt der Strömung in die Schalldämpferkulissen nicht parallel zur Anströmung. Demgegenüber weisen die Schaufelprofile von bekannten Schalldämpferkulissen in Umlenkecken von Windkanälen nur sehr moderate, vorzugsweise negative Eintrittswinkel im Bereich von 0–3° auf. Durch den erfindungsgemäß höheren Eintrittswinkel ergeben sich in Verbindung mit den voranstehend erläuterten erfindungsgemäßen Merkmalen Schaufelprofile, welche sich durch eine hohe aerodynamische Last im Nasenbereich und eine am restlichen Schaufelprofil moderate aerodynamische Last auszeichnen. Der Druckanstieg zur Hinterkante verläuft vergleichsweise flach. So wird der Einsatz von relativ dicken Profilen mit guten akustischen Dämpfungseigenschaften bei gleichzeitig strömungsmechanisch geringem Druckverlust ermöglicht.Angle between a course of the current return tube or the resulting course of the flow of the silencer backdrop in the respective Umlenkecke and the skeleton lines at leading edges of the blade profiles are at least 5 °. Preferably, these angles are in a range of 10-20 °. In any case, these angles are clearly different from zero. Thus, the skeleton lines are not parallel to the flow at the entrance of the flow in the muffler scenes. In contrast, the blade profiles of known silencer backdrops in Umlenkecken wind tunnels only very moderate, preferably negative entrance angles in the range of 0-3 °. As a result of the higher entry angle according to the invention, blade profiles which are distinguished by a high aerodynamic load in the nose region and a moderate aerodynamic load on the rest of the blade profile are obtained in conjunction with the above-described inventive features. The pressure rise to the trailing edge is comparatively flat. Thus, the use of relatively thick profiles with good acoustic damping properties at the same time flow-mechanically low pressure loss is possible.

Weiter ist es bei dem neuen Windkanal bevorzugt, dass bei Durchtritt von Schall zwischen zwei benachbarten Schaufelprofilen unabhängig von einer Schallausbreitungsrichtung eine Mehrfachreflexion an den Schaufelprofilen erfolgt. Dieses Merkmal basiert auf der Hockeyschläger-Ähnlichkeit der Schaufelprofile und ist Grundlage für eine hohe akustische Effizienz der hieraus aufgebauten Schalldämpferkulissen. Bei bekannten Schalldämpferkulissen in Umlenkecken von Windkanälen besteht die Gefahr, dass Schall bestimmter Schallausbreitungsrichtung mit nur einer oder wenigen Reflexionen passieren kann. Da aber bei jeder Reflexion die einfallende Schallwelle gedämpft wird, ist eine große Zahl von Reflexionen unbedingt wünschenswert.Furthermore, in the case of the new wind tunnel, it is preferred that, when sound passes between two adjacent blade profiles, a multiple reflection takes place on the blade profiles independently of a sound propagation direction. This feature is based on the hockey stick similarity of the blade profiles and is the basis for high acoustic efficiency of the silencer backdrops built therefrom. In known silencer backdrops in Umlenkecken of wind tunnels there is a risk that sound of certain sound propagation direction can happen with only one or a few reflections. But with every reflection, the incident sound wave is damped, a large number of reflections is absolutely desirable.

Bei den in den Umlenkecken angeordneten Schalldämpferkulissen eines erfindungsgemäßen Windkanals nehmen Kanalweiten zwischen benachbarten Schaufelprofilen vom Innenradius zum Außenradius der Umlenkecke zu. Die Zunahme wird idealerweise so abgestimmt, dass sich für alle Kanalweiten zwischen den Schaufelprofilen gleiche Verhältnisse zu den mittleren Krümmungsradien der ihnen benachbarten Schaufelprofile ergeben. Die in den Umlenkecken bekannter Windkanäle angeordneten Schalldämpferkulissen mit Schaufelprofilen gleicher Sehnenlänge weisen einen konstanten Abstand der Schaufelprofile zueinander auf.When arranged in the Umlenkecken muffler scenes of a wind tunnel according to the invention increase channel widths between adjacent blade profiles from the inner radius to the outer radius of the Umlenkecke. The increase is ideally adjusted so that the same proportions to the average radii of curvature of the adjacent blade profiles result for all channel widths between the blade profiles. The arranged in the deflection wind tunnels known silencer scenes with blade profiles equal chord length have a constant distance of the blade profiles to each other.

Der neue Windkanal umfasst typischerweise vier Umlenkecken, in denen jeweils eine Schalldämpferkulisse mit den bislang erläuterten Merkmalen angeordnet ist. Die in Anströmrichtung erste Umlenkecke hinter der Messstrecke kann dabei einen kleineren Umlenkwinkel als 90°, insbesondere von maximal 85° und vorzugsweise von maximal 80° aufweisen. Diese erste Umlenkecke hinter der Messstrecke weist von allen Umlenkecken der Stromrückführungsröhre den geringsten Zuströmquerschnitt auf. Da der Druckverlust neben der Profilformgebung vor allem von der lokalen Umströmungsgeschwindigkeit bestimmt wird, kommt einer guten aerodynamischen Auslegung der ersten Umlenkecke nach der Messstrecke daher besondere Bedeutung zu. Bekannte Windkanäle Göttinger Bauart weisen vier 90°-Umlenkecken auf. Indem die erste Umlenkecke einen geringeren Winkel als 90° aufweist, ist die aerodynamische Belastung und damit der für die Strömungsablösung schädliche starke Druckanstieg zur Profilhinterkante hin verringert. Zusätzliche Übergeschwindigkeiten im Bereich der ersten Umlenkecke können damit gesenkt werden. Hierdurch sinkt auch der Umströmungslärm deutlich, was unmittelbar weniger Lärm in der Messstrecke bedeutet.The new wind tunnel typically comprises four deflection corners, in each of which a silencer backdrop with the features explained so far is arranged. The first Umlenkecke behind the measuring section in the direction of flow may have a smaller deflection than 90 °, in particular of at most 85 ° and preferably of at most 80 °. This first Umlenkecke behind the measuring section has from all Umlenkecken the current return tube on the smallest inflow cross section. Since the pressure loss in addition to the profile shaping is mainly determined by the local flow velocity, a good aerodynamic design of the first Umlenkecke after the test section is therefore of particular importance. Well-known wind tunnels of the Göttingen type have four 90 ° corners. By the first Umlenkecke having a smaller angle than 90 °, the aerodynamic load and thus the damaging for the flow separation strong pressure increase is reduced to the profile trailing edge. Additional overspeed in the area of the first deflection corner can thus be reduced. As a result, the flow around noise also drops significantly, which means immediately less noise in the measuring section.

Der geringere Umlenkwinkel der ersten Umlenkecke wird vorzugsweise durch einen größeren Umlenkwinkel der ihr folgenden zweiten Umlenkecke kompensiert, so dass die erste und die zweite Umlenkecke hinter der Messstrecke zusammen einen Umlenkwinkel von 180° aufweisen. Dies bedeutet insbesondere, dass für einen Umbau eines vorhandenen Windkanals gemäß den hier aufgezeigten Vorschriften nur die erste und die zweite Umlenkecke bezüglich ihres Umlenkwinkels geändert werden müssen. Die dritte und die vierte Umlenkecke können weiterhin den im Stand der Technik üblichen Umlenkwinkel von 90° aufweisen.The smaller deflection angle of the first deflection corner is preferably compensated by a larger deflection angle of the second deflection corner following it, so that the first and the second deflection corner together have a deflection angle of 180 ° behind the measurement path. This means in particular that for a conversion of an existing wind tunnel according to the regulations shown here only the first and the second Umlenkecke must be changed with respect to their deflection angle. The third and the fourth Umlenkecke can continue to have the usual in the art deflection angle of 90 °.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the introduction to the description are merely exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Further features are the drawings - in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components to each other and their relative arrangement and operative connection - refer. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.

1 zeigt schematisch den aeroakustischen Windkanal DNW-NWB in Braunschweig nach seinem Umbau zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung. 1 schematically shows the aeroacoustic wind tunnel DNW-NWB in Braunschweig after its conversion to implement the present invention.

2 zeigt die Verwirklichung von zwei Merkmalen des neuen Windkanals an einer Schalldämpferkulisse in einer Umlenkecke des Windkanals. 2 shows the realization of two features of the new wind tunnel on a silencer backdrop in a Umlenkecke the wind tunnel.

3 zeigt eine der Umlenkecke gemäß 2 entsprechende Umlenkecke mit einer Schalldämpferkulisse nach dem Stand der Technik. 3 shows one of the Umlenkecke according to 2 corresponding deflection corner with a silencer backdrop according to the prior art.

4 gibt die Verteilung der Krümmungsradien bei einem Schaufelprofil der Schalldämpferkulisse gemäß 2 wieder. 4 indicates the distribution of the radii of curvature in a blade profile of the silencer backdrop according to 2 again.

5 stellt demgegenüber die Verteilung der Krümmungsradien bei einem Schaufelprofil nach dem Stand der Technik dar. 5 In contrast, the distribution of the radii of curvature in a prior art blade profile represents.

6 illustriert in Graustufen die Geschwindigkeitsverteilung im Bereich einer Umlenkecke eines erfindungsgemäßen Windkanals. 6 illustrates in grayscale the velocity distribution in the region of a deflection corner of a wind tunnel according to the invention.

7 illustriert in Graustufen die Geschwindigkeitsverteilung in einer Umlenkecke eines Windkanals nach dem Stand der Technik. 7 illustrates in grayscale the velocity distribution in a deflection corner of a wind tunnel according to the prior art.

8 erläutert die Mehrfachreflexion von Schallwellen durch zwei in zwei aufeinanderfolgenden Umlenkecken angeordnete Schalldämpferkulissen eines erfindungsgemäßen Windkanals; und 8th illustrates the multiple reflection of sound waves by two arranged in two successive Umlenkecken baffles of a wind tunnel according to the invention; and

9 zeigt die Möglichkeit eines Schalldurchtritts durch Schalldämpferkulissen in den Umlenkecken eines Windkanals nach dem Stand der Technik. 9 shows the possibility of sound transmission through silencer scenes in the Umlenkecken a wind tunnel according to the prior art.

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Bei dem in 1 dargestellten Windkanal 1 schließt eine Stromrückführungsröhre 2 beidseitig an eine Messstrecke 3 an, die hier als geschlossene Messstrecke angedeutet ist. Die Stromrückführungsröhre 2 weist vier Umlenkecken 4 bis 7 auf, in denen eine Strömung durch die Stromrückführungsröhre 2 jeweils um einen Umlenkwinkel 8, 9, 10 bzw. 11 umgelenkt wird. In jeder Umlenkecke 4 bis 7 ist dabei eine Schalldämpferkulisse 12, 13, 14 bzw. 15 aus Schaufelprofilen 16, 17, 18 bzw. 19 angeordnet. Daneben weist die Stromrückführungsröhre 2 eine sprungartige Verengung 20 auf, wobei ein Gebläse des Windkanals 1, das hier nicht wiedergegeben ist, in Anströmrichtung 21 direkt hinter dieser Verengung 20 angeordnet ist. Die sprunghafte Verengung 20 dient der akustischen Entkopplung einer Düse 22 am Beginn von einem Diffusor 23 am Ende der Messstrecke 3 über die Stromrückführungsröhre 2, in der bei offener Messstrecke 3 die Gefahr der Ausbildung einer stehenden Welle besteht. Der Windkanal 1 ist als aeroakustischer Windkanal vorgesehen, das heißt zur Durchführung von Schallmessungen an Objekten, die in die Messstrecke 3 eingebracht werden. Derartige akustische Messungen setzen voraus, dass der Lärmpegel aufgrund des Betriebs des Windkanals 1 über der Messstrecke 3 allenfalls gering ist. Daher ist es wichtig, die Messstrecke 3 insbesondere von der Hauptlärmquelle des Windkanals 1, das heißt dem Gebläse, abzuschirmen. Diesem Zweck dienen die Schalldämpferkulissen 12 bis 15. Die erste Umlenkecke 4 hinter der Messstrecke 3 weist von allen Umlenkecken den geringsten Zuströmquerschnitt auf, das heißt sie wird mit der höchsten Geschwindigkeit angeströmt. Um den Umströmungslärm der in der Umlenkecke 4 angeordneten Schalldämpferkulisse 12 dennoch gering zu halten und auch um den Druckverlust über der Umlenkecke 4 zu begrenzen, ist der Umlenkwinkel 8 der Umlenkecke 4 kleiner als der mittlere Umlenkwinkel aller Umlenkwinkel 8 bis 11 gehalten und liegt hier bei nur knapp 80°. Kompensiert ist dieser reduzierte Umlenkwinkel 8 durch einen größeren Umlenkwinkel 9 der sich anschließenden zweiten Umlenkecke 5.At the in 1 illustrated wind tunnel 1 closes a current return tube 2 on both sides of a measuring section 3 on, which is indicated here as a closed measuring section. The current return tube 2 has four bends 4 to 7 in which a flow through the current return tube 2 each about a deflection angle 8th . 9 . 10 respectively. 11 is diverted. In every corner 4 to 7 is a silencer backdrop 12 . 13 . 14 respectively. 15 from blade profiles 16 . 17 . 18 respectively. 19 arranged. Next to it is the current return tube 2 a sudden narrowing 20 on, being a blower of the wind tunnel 1 , which is not reproduced here, in the direction of flow 21 right behind this narrowing 20 is arranged. The sudden narrowing 20 serves for the acoustic decoupling of a nozzle 22 at the beginning of a diffuser 23 at the end of the test section 3 over the current return tube 2 , in the case of an open measuring section 3 the danger of the formation of a standing wave exists. The wind tunnel 1 is intended as an aeroacoustic wind tunnel, that is to carry out sound measurements on objects in the measuring section 3 be introduced. Such acoustic measurements assume that the noise level due to the operation of the wind tunnel 1 over the measuring section 3 at most low. Therefore, it is important to the measuring section 3 especially from the main noise source of the wind tunnel 1 , that is, to shield the blower. This purpose is served by the silencer scenes 12 to 15 , The first Umlenkecke 4 behind the measuring section 3 has from all Umlenkecken the smallest inflow cross-section, that is, it is flown at the highest speed. To the Umströmungslärm in the Umlenkecke 4 arranged silencer backdrop 12 still low and also to the pressure loss over the Umlenkecke 4 to limit, is the deflection angle 8th the Umlenkecke 4 smaller than the mean deflection angle of all deflection angles 8th to 11 held and is here at just under 80 °. This reduced deflection angle is compensated 8th through a larger deflection angle 9 the subsequent second Umlenkecke 5 ,

Der in 1 dargestellte Windkanal wurde durch den Umbau des DNW-NWB in Braunschweig zu einem aeroakustischen Windkanal realisiert. Mit den Merkmalen der Schalldämpferkulissen 4 bis 7, die im Folgenden noch näher erläutert werden, wurde ein außerordentlich hohes Durchgangsdämpfungsmaß von bis zu 60 dB zwischen dem Gebläse und der Messstrecke, das heißt über die Umlenkecken 6 und 7 einerseits sowie 5 und 4 andererseits gemessen. Die für den Betrieb des Windkanals erforderliche elektrische Leistung bis zu einer maximalen Strömungsgeschwindigkeit über der Messstrecke 3 liegt mit 2,4 MW vergleichsweise niedrig. The in 1 illustrated wind tunnel was realized by the reconstruction of the DNW-NWB in Braunschweig to an aeroacoustic wind tunnel. With the characteristics of the silencer backdrops 4 to 7 , which will be explained in more detail below, has been an exceptionally high Durchgangsdämpfungsmaß of up to 60 dB between the fan and the measuring section, that is on the deflection 6 and 7 on the one hand and 5 and 4 on the other hand. The electrical power required for the operation of the wind tunnel up to a maximum flow velocity over the measuring section 3 is relatively low at 2.4 MW.

Dies bedeutet nicht nur gegenüber einem vergleichbaren Windkanal nach dem Stand der Technik eine Einsparung elektrischer Leistung von etwa 30%, sondern auch eine geringere Lärmentwicklung durch das Gebläses. Diese Vorteile werden ohne Beeinträchtigung der aerodynamischen Qualität über der Messstrecke 3 erreicht.This means not only compared to a comparable wind tunnel according to the prior art, a saving of electrical power of about 30%, but also a lower noise development by the blower. These advantages are achieved without affecting the aerodynamic quality over the test section 3 reached.

2 zeigt die Umlenkecke 6 gemäß 1, wobei die Darstellung gegenüber 1 spiegelverkehrt ist. Die Umlenkecke 6 weist eine Winkelhalbierende 24 auf, die auch als Eckendiagonale bezeichnet werden kann und den Winkel zwischen den beiden angrenzenden Abschnitten der Stromrückführungsröhre 2 halbiert (nicht den Umlenkwinkel der Umlenkecke 6). Bezüglich dieser Winkelhalbierenden 24 oder Eckendiagonalen sind die Schaufelprofile 18 der Schalldämpferkulisse 14 so angeordnet, dass ein Anteil F1 ihrer Profilquerschnittsfläche in der Anströmrichtung 21 vor der Winkelhalbierenden 24 mindestens 52% der gesamten Profilquerschnittsfläche ausmacht und entsprechend größer als ein Anteil F2 der Profilquerschnittsfläche hinter der Winkelhalbierenden 24 ist. Zudem nehmen die Kanalweiten zwischen benachbarten Schaufelprofilen 18 vom Innenradius zum Außenradius der Umlenkecke 6 hin zu. Dies ist durch ein von t1 nach t2 zunehmenden Rastermaß der Schaufelprofile 18 wiedergegeben. Die Zunahme der Kanalweiten ist derart, dass alle Kanalweiten zwischen den Schaufelprofilen 18 gleiche Verhältnisse zu den mittleren Krümmungsradien der ihnen benachbarten Schaufelprofile 18 aufweisen. 2 shows the Umlenkecke 6 according to 1 , where the representation opposite 1 is mirrored. The Umlenkecke 6 has an angle bisector 24 which can also be called the corner diagonal and the angle between the two adjacent sections of the current return tube 2 halved (not the deflection angle of the Umlenkecke 6 ). Regarding this bisector 24 or corner diagonals are the blade profiles 18 the silencer backdrop 14 arranged so that a proportion F1 of their profile cross-sectional area in the direction of flow 21 in front of the bisector 24 at least 52% of the total profile cross-sectional area and correspondingly larger than a proportion F2 of the profile cross-sectional area behind the bisecting line 24 is. In addition, the channel widths take between adjacent blade profiles 18 from the inner radius to the outer radius of the Umlenkecke 6 towards. This is due to an increasing pitch of the blade profiles from t1 to t2 18 played. The increase in channel widths is such that all channel widths are between the blade profiles 18 same conditions to the average radii of curvature of the adjacent blade profiles 18 exhibit.

3 zeigt demgegenüber eine Umlenkecke 6' mit einer Schalldämpferkulisse 14' nach dem Stand der Technik. Hier liegen die Profilquerschnittsflächen der Schaufelprofile 18' überwiegende hinter der Winkelhalbierenden 24' (F2 > F1), und das Rastermaß zwischen einander benachbarten Schaufelprofilen 18' ist über die gesamte Breite der Schalldämpferkulisse 14' konstant (t1 = t2). 3 shows in contrast a Umlenkecke 6 ' with a silencer backdrop 14 ' According to the state of the art. Here are the profile cross-sectional areas of the blade profiles 18 ' predominant behind the bisector 24 ' (F2> F1), and the pitch between adjacent blade profiles 18 ' is over the entire width of the silencer backdrop 14 ' constant (t1 = t2).

4 zeigt die Größe des Krümmungsradius K über dem Verlauf der Skelettlinie 25 eines Profilkörpers 18 der Schalldämpferkulisse 14 gemäß 2 an. Zu sehen ist, dass der Verlauf des Krümmungsradius K stetig ist, wobei die Skelettlinie 25 über ihre gesamte Länge gekrümmt ist, dass sich die größten Krümmungsradien K in Anströmrichtung vor der Winkelhalbierenden 24 konzentrieren und dass insbesondere der mittlere Krümmungsradius der Skelettlinie 25 vor der Winkelhalbierenden 24 deutlich größer ist als hinter der Winkelhalbierenden 24. 4 shows the magnitude of the radius of curvature K over the course of the skeleton line 25 a profile body 18 the silencer backdrop 14 according to 2 at. It can be seen that the course of the radius of curvature K is continuous, with the skeleton line 25 is curved over its entire length, that the largest radii of curvature K in the direction of flow in front of the bisector 24 concentrate and that in particular the mean radius of curvature of the skeletal line 25 in front of the bisector 24 is significantly larger than behind the bisector 24 ,

Demgegenüber weist eine in 5 dargestellte Skelettlinie 25 eines Schaufelprofils 18' einer Schalldämpferkulisse nach dem Stand der Technik gerade Bereiche auf. Abgesehen von dem geraden Bereich der Skelettlinie 25' vor der Profilhinterkante ist der mittlere Krümmungsradius K dabei vor der Winkelhalbierenden 24' kleiner als hinter der Winkelhalbierenden 24'.In contrast, a in 5 illustrated skeleton line 25 a blade profile 18 ' a silencer backdrop according to the prior art straight areas. Apart from the straight area of the skeleton line 25 ' in front of the trailing edge of the profile, the mean curvature radius K is in front of the angle bisector 24 ' smaller than behind the bisector 24 ' ,

6 zeigt erneut anhand der Umlenkecke 6 gemäß 1, wobei die Darstellung hier nicht spiegelverkehrt, aber verdreht ist, dass die Profilvorderkanten 26 der Schaufelprofile 18 gegenüber der Anströmrichtung 21 unter einem Winkel 27 von gut 10° angestellt sind. Zusammen mit den anderen bislang beschriebenen Designmerkmalen der Schaufelprofile 28 und ihrer Anordnung in der Umlenkecke 6 ergibt sich eine in 6 durch Graustufen hervorgehobene Geschwindigkeitsverteilung der Strömung in der Umlenkecke 6 ohne große Variationen der Strömungsgeschwindigkeit. Hieraus resultieren geringe Druckverluste und wenig Umströmungslärm. 6 shows again by the Umlenkecke 6 according to 1 , where the representation here is not mirrored, but twisted, that the profile leading edges 26 the blade profiles 18 opposite the direction of flow 21 at an angle 27 are used by well 10 °. Together with the other previously described design features of the blade profiles 28 and their arrangement in the Umlenkecke 6 results in a 6 Grayscale highlighted velocity distribution of the flow in the Umlenkecke 6 without large variations in flow velocity. This results in low pressure losses and little flow noise.

Demgegenüber führen die Schaufelprofile 18' nach dem Stand der Technik, zumal wenn sie wie in 7 dargestellt mit ihren Profilvorderkanten 26' der Anströmungsrichtung 21' genau entgegengesetzt angeordnet sind, zu einer Geschwindigkeitsverteilung in der Umlenkecke 26' mit deutlich unterschiedlichen Geschwindigkeiten, entsprechend höherem Druckverlust und größerem Umströmungslärm.In contrast, the blade profiles lead 18 ' according to the state of the art, especially if they are as in 7 represented with their profile leading edges 26 ' the direction of flow 21 ' are arranged exactly opposite, to a velocity distribution in the Umlenkecke 26 ' with significantly different speeds, correspondingly higher pressure loss and larger Umströmungslärm.

8 zeigt neben der in 6 dargestellten Umlenkecke 6 auch die in Anströmrichtung 21 folgende Umlenkecke 7 und die darin angeordneten Schalldämpferkulissen 14 und 15 mit deren Schaufelprofilen 18 und 19. Dabei ist eine Schallausbreitungsrichtung 28 eingezeichnet, längs der sich Schall 29 ausbreiten möge. Dieser Schall 29 wird vielfach an den schallweich ausgebildeten Profiloberflächen 30 der Schaufelprofile 18 und 19 reflektiert, bevor er beide Umlenkecken 6 und 7 passiert hat. Da mit jeder Reflexion an einer der schallweichen Oberflächen 30 eine Dämpfung des Schalls 29 verbunden ist, ist so eine hohe Schalldämpfung über die beiden Umlenkecken 6 und 7 hinweg sichergestellt. 8th shows next to the in 6 illustrated Umlenkecke 6 also in the direction of flow 21 following deflection corner 7 and the muffler scenes arranged therein 14 and 15 with their blade profiles 18 and 19 , Here is a sound propagation direction 28 drawn along the sound 29 may spread. This sound 29 is often used on the soundproofed profile surfaces 30 the blade profiles 18 and 19 reflected before turning both deflection 6 and 7 happened. As with every reflection on one of the soft-sounding surfaces 30 a damping of the sound 29 is connected so is a high sound attenuation over the two Umlenkecken 6 and 7 ensured.

Demgegenüber kann es bei einer Ausbildung von zwei aufeinanderfolgenden Umlenkecken 6' und 7 mit Schalldämpferkulissen 14' und 15' nach dem Stand der Technik wie in 9 dargestellt passieren, dass eingetragener Schall 29' längs einer Schallausbreitungsrichtung 28' an jeder Schalldämpferkulisse 14, 15' nur einfach reflektiert wird. Hieraus resultiert naturgemäß eine deutlich schlechtere Schalldämpfung über die Umlenkecken 6' und 7'.On the other hand, it can be in a formation of two successive Umlenkecken 6 ' and 7 with silencer backdrops 14 ' and 15 ' according to the state of the art as in 9 shown happen that registered sound 29 ' along a sound propagation direction 28 ' on every silencer backdrop 14 . 15 ' just reflected just. This naturally results in a significantly poorer sound attenuation over the deflection corners 6 ' and 7 ' ,

Bezüglich ihrer schallweichen Profiloberflächen 30 sind die Schaufelprofile 16 bis 19 der Schalldämpferkulissen 12 bis 15 des neuen Windkanals grundsätzlich so aufgebaut, wie es in der EP 0 905 499 A2 für Schaufelprofile mit einer Form und Anordnung nach dem Stand der Technik beschrieben ist. Konkret ist die Kontur der Schaufelprofile 16–19 aus ca. 1–2 mm dickem Lochblech mit einem Lochanteil > 35% gebildet und mit Mineralwolle mit einer Dichte von ca. 80 kg/m³ und einem längenbezogenen Strömungswiderstand von 6 bis 12 kNs/m⁴ ausgefüllt. Hinter dem Lochblech ist eine akustisch transparente Schutzschicht aus Glasgewebe (oder Vlies) vorgesehen. Die Anströmseite der Schaufelprofile 16 in der Umlenkecke 4 stellt eine für den Geräuschpegel in der Messstrecke 3 sehr wichtige Schallquelle dar. Die Zuströmung beinhaltet hier durch die vom jeweiligen Messobjekt verursachten Nachläufe hohe lokale Strömungsgeschwindigkeiten, die zeitlich und örtlich schwanken. Deshalb sind die Vorderkanten 26 und die Profiloberflächen 30 in der Umlenkecke 4 etwa bis zur Winkelhalbierenden 25 zusätzlich von außen mit Plüsch-Stoff (sogenannten pile fabrics) verkleidet.Regarding their soundproof profile surfaces 30 are the blade profiles 16 to 19 the silencer backdrops 12 to 15 Basically, the new wind tunnel is constructed as it is in the EP 0 905 499 A2 is described for blade profiles with a shape and arrangement according to the prior art. Specifically, the contour of the blade profiles 16 - 19 made of approximately 1-2 mm thick perforated plate with a hole content> 35% and filled with mineral wool with a density of about 80 kg / m ³ and a length-related flow resistance of 6 to 12 kNs / m ⁴ . Behind the perforated plate an acoustically transparent protective layer of glass fabric (or fleece) is provided. The inflow side of the blade profiles 16 in the Umlenkecke 4 Provides one for the noise level in the test section 3 In this case, the inflow includes high local flow velocities, which fluctuate with time and place, due to the trajectories caused by the respective measurement object. That's why the leading edges are 26 and the profile surfaces 30 in the Umlenkecke 4 approximately to the bisector 25 additionally clad from the outside with plush fabric (so-called pile fabrics).

LITERATURLISTEREADINGS

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BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Windkanalwind Tunnel
22: StromrückführungsröhreCurrent return tube
33: Messstreckemeasuring distance
44: Umlenkeckedeflecting corner
55: Umlenkeckedeflecting corner
66: Umlenkeckedeflecting corner
77: Umlenkeckedeflecting corner
88th: Umlenkwinkeldeflection
99: Umlenkwinkeldeflection
1010: Umlenkwinkeldeflection
1111: Umlenkwinkeldeflection
1212: Schalldämpferkulissesound-damping
1313: Schalldämpferkulissesound-damping
1414: Schalldämpferkulissesound-damping
1515: Schalldämpferkulissesound-damping
1616: Schaufelprofilblade profile
1717: Schaufelprofilblade profile
1818: Schaufelprofilblade profile
1919: Schaufelprofilblade profile
2020: Verengungnarrowing
2121: Anströmrichtungflow direction
2222: Düsejet
2323: Kollektorcollector
2424: Winkelhalbierendebisecting
2525: Skelettlinieskeleton line
2626: ProfilvorderkanteLeading edge
2727: Winkelangle
2828: Strahlbeam
2929: Schallsound
3030: Profiloberflächeprofile surface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0905499 A2 [0009, 0043]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

www.dnw.aero [0008]

Claims

Wind tunnel ( 1 ) with a measuring section and with a closed, at least one deflection corner ( 4 - 7 ) and a blower having current return tube ( 2 ), wherein in the at least one Umlenkecke ( 4 - 7 ) a silencer backdrop ( 12 - 15 ), the blade profiles ( 16 - 19 ) with soundproof profile surfaces ( 30 ), characterized in that profile cross-sectional areas of the blade profiles ( 16 - 19 ) in the direction of flow ( 21 ) to more than 50% in front of an angle bisector ( 24 ) of the Umlenkecke ( 4 - 7 ) are arranged.

Wind tunnel ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the profile cross-sectional areas of the blade profiles ( 16 - 19 ) in the direction of flow ( 21 ) at least 52% in front of the bisecting line ( 24 ) of the Umlenkecke ( 4 - 7 ) are arranged.

Wind tunnel ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that mean curvatures (K) of skeleton lines ( 25 ) of the blade profiles ( 16 - 19 ) in the direction of flow ( 21 ) in front of the bisector ( 24 ) by at least 10% greater than mean curvatures (K) of the continuously curved skeleton lines ( 25 ) of the blade profiles ( 16 - 19 ) in the direction of flow ( 21 ) behind the bisector ( 24 ) are.

Wind tunnel ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the mean curvatures (K) of the skeleton lines ( 25 ) of the blade profiles ( 16 - 19 ) in the direction of flow ( 21 ) in front of the bisector ( 24 ) by at least 20% greater than the mean curvatures (K) of the skeleton lines ( 25 ) of the blade profiles ( 16 - 19 ) in the direction of flow ( 21 ) behind the bisector ( 24 ) are.

Wind tunnel ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that angle ( 27 ) between a course of the current return tube ( 2 ) and skeleton lines ( 25 ) at leading edges ( 26 ) of the blade profiles ( 16 - 19 ) be at least 5 °.

Wind tunnel ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the angles ( 27 ) between the course of the current return tube ( 2 ) and the skeleton lines ( 25 ) at the leading edges ( 26 ) of the blade profiles ( 16 - 19 ) Amount to 10-20 °.

Wind tunnel ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that upon passage of sound ( 29 ) between two adjacent blade profiles ( 16 - 19 ) independent of a sound propagation direction ( 28 ) a multiple reflection at the soundproof profile surfaces ( 30 ) of the blade profiles ( 16 - 19 ) he follows.

Wind tunnel ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that channel widths between adjacent blade profiles ( 16 - 19 ) from the inner radius to the outer radius of the Umlenkecke ( 4 - 7 ) increase.

Wind tunnel ( 1 ) according to claim 8, characterized in that all channel widths between the blade profiles ( 4 - 7 ) equal ratios to the mean radii of curvature (K) of the adjacent blade profiles ( 16 - 19 ) exhibit.

Wind tunnel ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the current return tube ( 2 ) has four deflections ( 4 - 7 ).

Wind tunnel ( 1 ) according to claim 10, characterized in that in the direction of flow ( 21 ) first deflection corner ( 4 ) behind the measuring section ( 3 ) a deflection angle ( 8th ) of a maximum of 85 °.

Wind tunnel ( 1 ) according to claim 11, characterized in that in the direction of flow ( 21 ) first deflection corner ( 4 ) behind the measuring section ( 3 ) a deflection angle ( 8th ) of a maximum of 80 °.

Wind tunnel ( 1 ) according to claim 11 or 12, characterized in that in the direction of flow ( 21 ) first deflection corner ( 4 ) behind the measuring section ( 3 ) of all deflections ( 4 - 7 ) of the current return tube ( 2 ) has a lowest inflow cross section.

Wind tunnel ( 1 ) according to one of claims 11 to 13, characterized in that the deflection angle ( 8th and 9 ) in the direction of flow ( 21 ) first deflection corner ( 4 ) and second deflection corner ( 5 ) behind the measuring section ( 3 ) together amount to 180 °.

Wind tunnel ( 1 ) according to any one of claims 11 to 14, characterized in that in the direction of flow ( 21 ) third deflection corner ( 6 ) and fourth deflection corner ( 7 ) behind the measuring section ( 3 ) each have a deflection angle ( 10 . 11 ) of 90 °.