CAA für Akutsik

• computational -> numerisch, simulativ
• aero-acoustics -> Schallausbreitung und Schallentstehnung

CAA ist ein Teilgebit der Strömunsmechanik, CAA hat jedoch eigene Methoden und Probleme.

1. Probleme

• nicht-linear
• diskontinuierlich, bspw. ströung um flugzeug beschleunigt an einzelnen stellen zu überschall und erzeugt knall, welcher sich hin und her bewegt
• Randbedingungen
• grosse Spektrale Bandbreite

CAA -> Zonaler Ansatz

1. Schallenstehung
2. CAA Bereich, wo beides wichtig ist.
3. Fernfeld, nur Ausbreitung -> alles linear darstellbar

(1) -> Multiphysik Problem

(2) -> nicht lineares Verhalten durch Grundströmung bzw. allg Umgebungsbedinungen wie Temerpaturen, Winde etc. !! wir brauchen höchst-genaue numerische Methoden

(3) -> akustische Analogien (ESM, BEM, Lighthill-Analogie)

Grosse Spektrale Bandbreite

• befasseen wir uns mir dem Bereich des, 20 Hz - 20 kHz, Wellenlängen 17 m - 0,017 m
• Schallleistung:
  • Flugzeug: 160 dB -> ca. 10kW
  • Boot: 140dB -> ca. 100W
  • Kettensäge: 110 dB -> ca. 0.1W
  • Lautes Sprechen: 80dB -> ca. 0.0001W
  • Kühlschrank: 50dB -> $10^{-5}$W

SPL:

• $p_0 = 20 \mu Pa$

• $p$ -> Effektivwert der Schalldruck

• 0dB -> Hörschwelle: $p = 20 \mu Pa$

• 120dB -> Schmerzgrenze: $p = 200 Pa$ Damit diese Schwankungen hörbar sind, müssen diese "schnell" stattfinden, bspw. wenn ich Treppe heruntergehe gibt es Schwankung von 1.5 Pa, welche nicht hörbar sind.

Es zeigt sich: es sind sehr grosse Bandbreiten an Leistungspegeln und Wellenlängen.

Schallschnelle:

• $v' = 5 \cdot 10^{-8} m/s$ -> Hörschwelle
• $v' = 0.5 m/s$ -> Schmerzgrenze

-> wir rechnen in double anstelle float, da wir diese Präzision benötigen