Double-Layer MPA mit additiv gefertigten porösen Absorbern

Beschreibung

In strömungsführenden Kanälen werden zur Schalldämpfung unter anderem mikroperforierte Absorber (MPA) verwendet. Diese bestehen in der Regel aus einem mikroperforierten Paneel (MPP) in Kombination mit einem Rückvolumen. Die Dämpfungsmaxima treten dabei im Bereich der Resonanzfrequenzen auf, die mit zunehmendem Rückvolumen sinken. Das ist insbesondere bei Anwendungen mit begrenztem Bauraum eine Herausforderung, wenn tiefe Frequenzen gedämpft werden sollen. In der Literatur wird die Kombination aus MPP und porösen oder faserigen Absorbern als Möglichkeit genannt, den erforderlichen Bauraum zu reduzieren.

Das Ziel dieser Arbeit war deshalb die Auslegung von schalldämpfenden Wandauskleidungen als Double‐Layer MPA bestehend aus einem geschlitzten MPP, einem passiven Absorber unterhalb des MPP und einem mit Luft gefüllten Rückvolumen. In vergleichbaren Untersuchungen in der Literatur werden faserige oder poröse Absorber verwendet, deren akustische Eigenschaften nicht oder nur bedingt beeinflusst werden können. Dies reduziert die Freiheitsgrade bei der Auslegung. Deshalb wurden in dieser Arbeit additiv gefertigte Absorber in Form periodischer Gitterstrukturen verwendet, deren akustische Eigenschaften in Abhängigkeit der Gitterkonstante gezielt angepasst werden können.

Ein zentraler Bestandteil dieser Arbeit war deshalb die akustische Modellierung der additiv gefertigten porösen Absorber als Funktion der Gitterkonstante. Darauf aufbauend erfolgte die Auslegung und Gestaltung der Wandauskleidungen als Double-Layer MPA. Gegenüber vergleichbarer Wandauskleidungen ohne additiv gefertigte poröse Absorber gelingt es den erforderlichen Bauraum um über zehn Prozent zu reduzieren. Validierende Messungen bestätigen die Modellbildung und Auslegung der Wandauskleidungen.