témavezető: Horváth Csaba
helyszín (magyar oldal): BME GPK Áramlástan Tanszék, Ae épület I. em. 12. helyszín rövidítés: ÁT
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények:
Forgógépek zaja olyan, amely sok összetett zajforrás által kerül keltésre és a hallgató pozíciójában bonyolult hangteret eredményez. Az irodalom már több mint 50 éve foglalkozik ezekkel a zajforrásokkal mélyebb szinten, és az érdeklődés és fejlődés e tématerületen folyamatos és rohamos. A fejlődés főleg a forgógép technológia rohamos fejlődésének és gyakori alkalmazásának köszönhető. Jelenleg a multi-rotoros légijárművek (pl. UAV, UAM, és drón) fejlődése add egy megújult lendületet a kutatásoknak.
A forgógép zajforrások egyike a forgó koherens zajforrások. A leendő témavezető a forgó koherens zajforrásokat már több éve kutatja (pl. [1-2]). Az eddigi elméleti eredmények alapján, látható, hogy a forgó koherens zajforrások irányítottsága és sugárzási hatásfoka segítségével létrehozható olyan multi-rotoros légijármű hajtómű konfiguráció és üzemeltetési állapot amely csökkentet zajszennyezést eredményez [3-4].
A forgógép zajforrások egy másik csoportja a szélessávú zajforrások. A leendő témavezető ezen zajforrásokat is több éve vizsgálja, új módszereket fejlesztve azok elkülönült vizsgálatára (pl. [5]).
b.) A kutatás célja:
A kutatás célja a csendes multi-rotor konfigurációk és üzemeltetési állapotok feltárása. Ezen belül, kiemelt cél a jelenlegi elméleteket alátámasztani, valamint tovább fejleszteni, csendes multi-rotoros légijármű tervezési irányelveket szolgálva fejlesztők számára. A vizsgálatok több változó hatására terjednek ki. Az eredmények feltárják a multi-rotoros légijárművek zajforrásait és azok irányítottságát, valamint módszereket és útmutatást szolgálnak csendes forgógépeket tervező mérnökök számára.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye:
1. év: Irodalomkutatás: Forgógép zajforrások és azok irányítottsága (2 hónap), forgó koherens zajforrások (Mach rádiusz, sugárzási hatásfok, és távoltéri hangnyomást leíró Bessel-függvények) (4 hónap), a témavezető által kifejlesztett forgó koherens zajforrások zajszennyezését csökkentő elméletek (3 hónap), multi-rotoros légijármű zaj (2 hónap), és multi-rotoros tesztpadok (1 hónap).
Részvétel egy multi-rotoros tesztpad és a hozzá tartozó irányítottságot mérő mikrofontömb megtervezésében és megépítésében (4 hónap). Forgó zajforrás tesztpad (forgó hangszórók) mérések és/vagy szimulációk (numerikus forgó pontforrás) kivitelezése, a ránézési szög, rotor fordulatszám, és lapátszám függvényében (4 hónap). Zajforrások irányítottságának tanulmányozása (4 hónap).
2. év: Multi-rotoros tesztpad mérések kivitelezése a ránézési szög, és rotor fordulatszám függvényében (6 hónap). Zajforrások irányítottságának tanulmányozása (6 hónap).
3. év: Multi-rotor tesztpad mérések kivitelezése, a lapátszám és rotorok közötti távolság függvényében (6 hónap). Zajforrások irányítottságának tanulmányozása (6 hónap).
4. év: PhD értekezés elkészítése (12 hónap)
d.) A szükséges berendezések:
A szükséges berendezések és eszközök részben rendelkezésre állnak, részben NKFI K támogatásból lesznek fejlesztve.
e.) Várható tudományos eredmények:
A kutatási téma újdonság-elemei, melyek tézis-értékű eredményekre vezetnek: a) A multi-rotoros hajtómű zajforrások irányítottságának feltárása. b) A forgó koherens zajforrás irányítottság, sugárzási hatásfok, Mach rádiusz, és a távoltéri zajt leíró Bessel-függvények közötti kapcsolat feltárása. c) A csendes multi-rotor konfigurációk és üzemeltetési állapotok feltárása. d) A meglévő csendes forgó koherens zajforrás elméletek alátámasztása, valamint tovább fejlesztése. e) A jelenlegi tonális és szélessávú zajforrások elkülönült vizsgálatával kapcsolatos vizsgálati módszerek továbbfejlesztése.
f.) Irodalom
[1] Cs. Horváth, E. Envia, G.G. Podboy. “Limitations of phased array beamforming in open rotor noise source imaging.” AIAA Journal, Vol. 52, No. 8, 1810-1817, 2014.
[2] Cs. Horváth. “Beamforming investigation of dominant counter-rotating open rotor tonal and broadband noise sources.” AIAA Journal, Vol. 53, No. 6, 1602-1611, 2015.
[3] Cs. Horváth, B. Fenyvesi, B. Kocsis, M. Quaglia, S. Moreau, J. Kennedy, and G.J. Bennett, “Towards counter-rotating open rotor noise reduction via radiation efficiency considerations” In 25th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, 20-23 May, 2019, Delft, The Netherlands, DOI: 10.2514/6.2019-2548.
[4] Cs. Horváth, B. Fenyvesi, and B. Kocsis, “Drone noise reduction via radiation efficiency considerations” In Conference on Modelling Fluid Flow (CMFF’18), 4-7 September, 2018, Budapest, Hungary.
[5] K. Tokaji, B. Soós, and Cs. Horváth, “Beamforming method for extracting the broadband noise sources of counter-rotating open rotors”, AIAA Journal, Vol. 58, No. 7, 3028-3039, 2020.
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2021-10-08
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
