témavezető: Horváth Csaba
helyszín (magyar oldal): BME Áramlástan Tanszék helyszín rövidítés: ÁT
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények:
Mikrofontömbös mérések és nyalábformálási módszerek nagyon gyors ütemben fejlődnek. Az elmúlt években az irodalom számtalan módszer fejlesztésről számolt be, miközben számtalan új területen alkalmazták a technológiát. A mikrofontömbös mérések és nyalábformálási módszerek egyik alcsoportja forgó zajforrások lokalizációjával foglalkozik. A világban jelenleg öt kutatócsoport foglalkozik ezen módszerek fejlesztésével komolyabb szinten, köztük a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Áramlástan Tanszék, Forgógép-Kutatócsoportja is. A leendő témavezető ennek a kutatócsoportnak egyik vezetője, és már számos fejlesztést végzett ezen a területen [1-5].
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 mélyebb szinten ezekkel a zajforrásokkal, és az érdeklődés és fejlődés e tématerületen folyamatos és rohamos. A fejlődés főleg a forgógép technológia folyamatos fejlődésének és gyakori alkalmazásának köszönhető. Jelenleg a multi-rotoros légijárművek (pl. UAV, UAM, és drón) fejlődése add egy megújult lendületet a kutatásoknak.
A multi-rotoros irodalomban jelenleg nagyon kevés tanulmány található amely mikrofontömbös mérésekkel és nyalábformálási módszerekkel vizsgálná a hajtóművek zajforrásait. A csendes multi-rotoros hajtóművek fejlesztése azonban egy népszerű és gyorsan növekvő kutatási terület. A nyalábformálási vizsgálatok száma a jelenleg elérhető módszerek hiányosságaiból adódik. A forgó zajforrásokat lokalizáló nyalábformálási módszereket még számos szempontból lehetne fejleszteni, hogy alkalmasak legyenek minden típusú multi-rotoros légijármű zajforrás lokalizációjára.
b.) A kutatás célja:
A kutatás célja forgó zajforrásokat lokalizáló nyalábformálási módszerek fejlesztése és alkalmazása csendes multi-rotoros légijármű konfigurációk és üzemeltetési állapotok feltárásában. Ezen belül, kiemelt cél a forgó zajforrás pályák szegmentált vizsgálatára alkalmas módszerek fejlesztése, valamint csendes multi-rotoros légijármű tervezési irányelvek definiálása fejlesztők számára. Az eredmények feltárják a multi-rotoros légijárművek zajforrásait, valamint módszereket és útmutatást szolgálnak csendes forgógépeket tervező mérnökök számára.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye:
1. év: Irodalomkutatás: Forgógép zajforrások (2 hónap), nyalábformálási módszerek és forgó zajforrásokat lokalizáló nyalábformálási módszerek (3 hónap), Python programozási nyelv (2), Acoular nyílt forráskódú nyalábformálási program (2), és multi-rotoros légijármű zaj (3 hónap).
Szegmentált ROSI nyalábformálási módszer tesztelése forgó zajforrás tesztpad (forgó hangszórók) mérések és/vagy szimulációk (numerikus forgó pontforrás) segítségével, a ránézési szög, rotor fordulatszám, és lapátszám függvényében (6 hónap). Szegmentált ROSI továbbfejlesztése a rotor pályájának egy adott szegmenséhez kapcsolódó forgó szélessávú zajforrások lokalizálására, amelyet a Szegmentált ROSI módszer és a Dupla Szűrés nyalábformálási módszer kombinálásával érünk el (6 hónap).
2. év: A Szegmentált ROSI nyalábformálási módszer továbbfejlesztése a frekvenciatartománybeli alkalmazhatóság céljából (4 hónap). Multi-rotoros tesztpad mérések kivitelezése a ránézési szög, és rotor fordulatszám függvényében (4 hónap). Zajforrások nyalábformálási eredményeinek tanulmányozása (4 hónap).
3. év: Multi-rotor tesztpad mérések kivitelezése, a lapátszám és rotorok közötti távolság függvényében (6 hónap). Zajforrások nyalábformálási eredményeinek 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 továbbfejlesztve.
e.) Várható tudományos eredmények:
A kutatási téma újdonság-elemei, melyek tézis-értékű eredményekre vezetnek: a) A multi-rotoros hajtómű zajforrások lokalizációja és annak változásának vizsgálata a konfiguráció és üzemeltetési állapot függvényében. b) Forgó zajforrásokat lokalizáló nyalábformálási módszerek továbbfejlesztése. c) A csendes multi-rotor konfigurációk és üzemeltetési állapotok feltárása.
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] 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.
[3] Cs. Horváth, and B. Kocsis, “Towards a Doppler Effect based beamforming method for rotating coherent noise sources”, In 7th Berlin Beamforming Conference, BeBeC-2018-D27, 2018.
[4] H. Zhang, B. Kocsis, and Cs. Horváth, “Further development of the ROSI beamforming method for the investigation of turbomachinery investigated at an angle”, In 8th Berlin Beamforming Conference, BeBeC-2020-D13, 2020.
[5] H. Zhang, B. Kocsis, and Cs. Horváth, “Segmented ROSI method: Beamforming method for investigating turbomachinery noise sources along segmented trajectories”, NOISE CONTROL ENGINEERING JOURNAL 70 : 1 pp. 62-76. , 15 p. (2022).
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2024-10-15
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
