PROGRAMM - DAGA 2012
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280 DAGA 2012 ProgrammSitzung „Strömungsinduzierte Strukturschwingungen und derenAbstrahlung“Do. 8:30 chromium 2.02 Strömungsinduz. StrukturschwingungenSimulationsansätze zur Berechnung der Innenraumakustik einesgenerischen FahrzeugmodellsC. Gabriel a ,S.Müller b , J. Grabinger a , F. Ullrich c und R. Lerch aa Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Sensorik;b Univ. Erlangen-Nürnberg, Prozessmaschinen und Anlagentechnik; c BMW AGMit dem steigenden Komfortbewusstsein der Gesellschaft rückt auchdie Reduzierung der Lärmbelastung immer mehr ins Blickfeld derForschung. Insbesondere an die tolerierbaren Schallpegel in KFZ-Fahrgastzellen werden hohe Anforderungen gestellt. Aus diesem Grundist es für den KFZ-Hersteller interessant, den Schalldruckpegel in derFahrgastzelle schon in einem frühen Entwicklungsstadium abschätzenzu können. Maßgeblich für die Schallentstehung im Innenraum ist hierbeidie Strukturschwingung der Seitenscheibe. Diese wird sowohl voneiner turbulenten Grenzschicht als auch von anderen großskaligen Wirbeln,die auf die Überströmung des Seitenspiegels und der A-Säulezurückzuführen sind, mechanisch angeregt. Um die Zusammenhängein diesem System besser zu verstehen, wurde im Rahmen des Forschungsverbundes”‘FORLärm”’ ein generisches Fahrzeugmodell aufgebaut,das auf dem SAE (Society of Automotive Engineers)-Körper basiert,jedoch speziell auf akustische Messungen ausgelegt ist. Hiermit istes möglich, den Schalleintrag in die Fahrgastzelle auf den Eintrag durchdie Seitenscheibe zu reduzieren. Ferner können Einflüsse auf die Überströmunggezielt durch modulare Hindernisse wie Seitenspiegel und A-Säule variiert werden. Messungen an diesem Fahrzeugmodell dienen imFolgenden als Referenz für neue Berechnungsmethoden für die Innenraumakustik.Auf Basis von Schwingungsmessungen der Seitenscheibewerden verschiede Simulationsmethoden wie FE (Finite-Elemente) undSEA (Statische Energieanalyse) zur Berechnung der Innenraumakustikverglichen.Do. 8:55 chromium 2.02 Strömungsinduz. StrukturschwingungenEinfluss des strömungsinduzierten Vibrationsschalls auf die Innenraumakustikan einem vereinfachten FahrzeugmodellS. Müller a ,C.Gabriel b , F. Ullrich c und S. Becker aa Univ. Erlangen-Nürnberg, Prozessmaschinen und Anlagentechnik;b Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Sensorik; c BMW AGZiel in der heutigen Fahrzeugentwicklung ist es, in frühen Produktstadieneine Aussage über die Innenraumakustik treffen zu können. Ein signifikanterGeräuschbeitrag rührt von den Strömungsvorgängen im Bereichder Seitentüren her. Zum einen stellt die turbulente Strömung ein akustischesQuellgebiet dar und zum anderen kommt es zu einer Anregungder Türen durch die Strömung im Nachlauf der Frontpartie, der A-Säule

Programm DAGA 2012 281sowie der Spiegel. Diese Strukturanregung hat die Abstrahlung vonStrukturschall zur Folge. Im Rahmen des Forschungsverbunds ”FOR-Lärm” wurde ein vereinfachtes Fahrzeugmodell aufgebaut, bei dem derSchalleintrag in den Innenraum durch eine entsprechende Dämmungauf den Bereich der Fahrertüre beschränkt ist. Die überströmte Außengeometrieist identisch zum SAE-Modellkörper. Zu Beginn der Untersuchungenwurde die erreichte Dämmung des Fahrzeugmodells überprüftund die Nachhallzeit im Innenraum an reale Fahrzeuge angepasst. Imweiteren Verlauf wurden und werden phasenaufgelöste Schwingungsmessungenan verschiedenen Türsegmenten zur Quantifizierung desEnergieeintrags durchgeführt. Dabei wurde die Strömung durch Hindernisseim Bereich der A-Säule sowie durch verschiedene Spiegelvariantengezielt beeinflusst. Ergänzend wurde die instationäre Druckverteilungauf der Türoberfläche erfasst. Als Referenz dienen zeitgleiche Mikrofonmessungenaußerhalb und innerhalb des Fahrzeugmodells. Nebender Möglichkeit zur Weiterentwicklung experimenteller Methodenbzw. Analysetechniken entsteht so eine Vergleichsbasis für numerischeSimulationen der Fahrzeugumströmung und der Schallausbreitung imInnenraum.Do. 9:20 chromium 2.02 Strömungsinduz. StrukturschwingungenBerechnung strömungsinduzierter tieffrequenter Strukturanregungfür die Anwendung in der AutomobilindustrieA. Businger a , S. Schimmelpfennig a ,G.Wickern b und R. Lerch aa Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Sensorik; b Audi AGDer Stellenwert der Aeroakustik in der Automobilindustrie hat in denletzten Jahren stark zugenommen. Im Fokus standen zunächst ortbareund tonale Geräusche, also die hochfrequenten Schallquellen. TiefeFrequenzen unterhalb 500 Hz wurden lange Zeit noch von Fahrzeuggeräuschenwie Antrieb oder Rollgeräuschen dominiert. Bei aktuellenSerienfahrzeugen überwiegen allerdings die Anteile des Windgeräuschesim Innengeräuschpegel bereits ab einer Geschwindigkeitvon ca. 120 km/h. Niederfrequente Windgeräusche können hier ebenfallsals störend wahrgenommen werden. Die durch Überströmung desFahrzeuges verursachten niederfrequenten Windgeräusche entstehenin erster Linie durch Turbulenzballen und Strömungsablösung mit hoherEnergie im Unterbodenbereich und an der Karosserie. Diese Turbulenzballenkönnen z. B. das gesamte Blechfeld der Unterbodengruppezum Schwingen anregen. Fallen die Eigenmoden der Karosserieblecheauf die des Innenraums, können sehr unangenehme Wummer-Effektedie Folge sein. In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, mitder die Strukturanregung und die Schallabstrahlung an kritischen Karosseriebauteilenberechnet werden kann. Dabei soll zunächst auf dieBesonderheiten der Windanregung bei geringen Machzahlen und tiefenFrequenzen eingegangen werden. Danach wird gezeigt, wie diese Anregungmodelliert werden kann und der berechnete Wechseldruck als Last

280 <strong>DAGA</strong> <strong>2012</strong> ProgrammSitzung „Strömungsinduzierte Strukturschwingungen und derenAbstrahlung“Do. 8:30 chromium 2.02 Strömungsinduz. StrukturschwingungenSimulationsansätze zur Berechnung der Innenraumakustik einesgenerischen FahrzeugmodellsC. Gabriel a ,S.Müller b , J. Grabinger a , F. Ullrich c und R. Lerch aa Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Sensorik;b Univ. Erlangen-Nürnberg, Prozessmaschinen und Anlagentechnik; c BMW AGMit dem steigenden Komfortbewusstsein der Gesellschaft rückt auchdie Reduzierung der Lärmbelastung immer mehr ins Blickfeld derForschung. Insbesondere an die tolerierbaren Schallpegel in KFZ-Fahrgastzellen werden hohe Anforderungen gestellt. Aus diesem Grundist es für den KFZ-Hersteller interessant, den Schalldruckpegel in derFahrgastzelle schon in einem frühen Entwicklungsstadium abschätzenzu können. Maßgeblich für die Schallentstehung im Innenraum ist hierbeidie Strukturschwingung der Seitenscheibe. Diese wird sowohl voneiner turbulenten Grenzschicht als auch von anderen großskaligen Wirbeln,die auf die Überströmung des Seitenspiegels und der A-Säulezurückzuführen sind, mechanisch angeregt. Um die Zusammenhängein diesem System besser zu verstehen, wurde im Rahmen des Forschungsverbundes”‘FORLärm”’ ein generisches Fahrzeugmodell aufgebaut,das auf dem SAE (Society of Automotive Engineers)-Körper basiert,jedoch speziell auf akustische Messungen ausgelegt ist. Hiermit istes möglich, den Schalleintrag in die Fahrgastzelle auf den Eintrag durchdie Seitenscheibe zu reduzieren. Ferner können Einflüsse auf die Überströmunggezielt durch modulare Hindernisse wie Seitenspiegel und A-Säule variiert werden. Messungen an diesem Fahrzeugmodell dienen imFolgenden als Referenz für neue Berechnungsmethoden für die Innenraumakustik.Auf Basis von Schwingungsmessungen der Seitenscheibewerden verschiede Simulationsmethoden wie FE (Finite-Elemente) undSEA (Statische Energieanalyse) zur Berechnung der Innenraumakustikverglichen.Do. 8:55 chromium 2.02 Strömungsinduz. StrukturschwingungenEinfluss des strömungsinduzierten Vibrationsschalls auf die Innenraumakustikan einem vereinfachten FahrzeugmodellS. Müller a ,C.Gabriel b , F. Ullrich c und S. Becker aa Univ. Erlangen-Nürnberg, Prozessmaschinen und Anlagentechnik;b Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Sensorik; c BMW AGZiel in der heutigen Fahrzeugentwicklung ist es, in frühen Produktstadieneine Aussage über die Innenraumakustik treffen zu können. Ein signifikanterGeräuschbeitrag rührt von den Strömungsvorgängen im Bereichder Seitentüren her. Zum einen stellt die turbulente Strömung ein akustischesQuellgebiet dar und zum anderen kommt es zu einer Anregungder Türen durch die Strömung im Nachlauf der Frontpartie, der A-Säule

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