témavezető: Horváth Csaba
helyszín (magyar oldal): Áramlástan Tanszék helyszín rövidítés: ÁT
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények:
Forgógépek zaját számos zajforrás okozza. A zajt érzékelő személy helyén e zajforrások összetett hangteret eredményeznek. Az irodalom már több mint 50 éve foglalkozik ezekkel a zajforrásokkal mélyebb szinten; az érdeklődés és előrelépés e kutatási tématerületen folyamatos és rohamos. Az előrelépés főleg a forgógép technológia rohamos fejlődésének és gyakori alkalmazásának köszönhető. Jelenleg a multi-rotoros légijárművek (pl. UAV, UAM, és drón) fejlődése ad egy megújult lendületet a kutatásoknak.
A forgógép zajforrások kutatásában a leendő témavezető eddigi kutatási eredményei alapján jobban megértettük a forgó zajforrások nyalábformálási eredményeit [1-2], módszereket dolgoztunk ki zajforrás csoportok azonosítására és tanulmányozására [3-6], valamint 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 csökkentett zajszennyezést eredményez [7-8].
b.) A kutatás célja:
A kutatás célja feltárni a multi-rotoros légijárművek zajforrásait és azok irányítottságát, valamint módszereket és tervezési irányelveket szolgáltatni csendes forgógépeket tervező mérnökök számára. A vizsgálatok több változó hatására terjednek ki.
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 általi zajszennyezést csökkentő elvek (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 megfigyelési szög, rotor fordulatszám, és lapátszám függvényében (4 hónap). Zajforrások irányítottságának tanulmányozása (4 hónap).
2. év: Multi-rotoros tesztpad mérések kivitelezése a megfigyelési 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 kerülnek kidolgozásra.
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 jellemzése. c) A csendes multi-rotor konfigurációk és üzemeltetési állapotok azonosítása, zajcsökkentési tervezési irányelvek megfogalmazása. d) A jelenlegi tonális és szélessávú zajforrások elkülönült vizsgálatával kapcsolatos vizsgálati módszerek továbbfejlesztése.
f.) Irodalom
[1] Cs. Horváth, E. Envia, and 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] B. Fenyvesi and Cs. Horváth. “Identification of Turbomachinery Noise Sources via Processing Beamforming Data Using Principal Component Analysis.” Periodica Polytechnica Mechanical Engineering, 2021. https://doi.org/10.3311/PPme.18555
[4] B. Fenyvesi, J. Kriegseis, and Cs. Horváth. “An automated method for the identification of interaction tone noise sources on the beamforming maps of counter-rotating rotors.” Phys. Fluids 34, (2022). Accepted for publication.
[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.
[6] K. Tokaji and Cs. Horváth. “Effect of a pylon on the broadband noise sources of counter-rotating turbomachinery.” International Journal of Aeroacoustics, 2021, Vol. 20(8) 979–1002, DOI: 10.1177/1475472X211055178.
[7] 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.
[8] 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.
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2022-10-15
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
