Aeroakustik: Lauter leise Luft
Geräuschdesign und -gestaltung sind bei Bosch wichtige Forschungsgebiete. Viele Produkte kommen mit Luftströmungen in Kontakt oder sind strömungsführend. Die dabei erzeugten Geräusche sind mal angenehm, mal störend. Aeroakustiker bei Bosch gehen diesem Phänomen mit modernster Technik auf den Grund.
Wie ein Orgelbauer mit viel Enthusiasmus und Feingespür die Töne der Orgelregister aufeinander abstimmt, optimieren auch Bosch-Forscher und -Entwickler die einzelnen strömungsführenden Bauteile im Fahrzeug, in Gas-Brennwertgeräten und Elektrowerkzeugen. Nur, dass der Orgelbauer auf Harmonie und Wohlklang der Einzelklänge aus ist, während es die Forscher bei Bosch “nur” mit technischen Geräuschen zu tun haben – einer ganz eigenen Klangwelt, die dem Kunden gefallen soll.
Die Herausforderung an die Aeroakustik-Forschung liegt darin, dass bereits kleinste Ursachen eine große Geräuschwirkung haben: Physikalisch gesehen sind Schallenergien um viele Größenordnungen kleiner als die in der Strömung enthaltene Bewegungsenergie oder Wärmemenge. Luftströmungen rufen also relativ leicht unerwünschte Geräusche hervor. Doch dieses Problem wollen die Forscher in einen Vorteil ummünzen:
Sind die zugrunde liegenden physikalischen Phänomene der Aeroakustik verstanden, können kleinste, gezielte Änderungen im Design der luftführenden Bauteile eine große positive Wirkung für das Klangbild entfalten. Mit Experimenten und CAE-Tools (CAE = Computer Aided Engineering) nehmen die Forscher die Herausforderung an. Das gesammelte experimentelle Know-how soll in zuverlässige numerische Simulationswerkzeuge eingehen, um Voraussagen über Schallentstehung und -ausbreitung zu treffen. In Zukunft werden dann Software-Tools die aufwändigen Experimente gerade hinsichtlich von Geometrie-Varianten weitestgehend ersetzen. Welches Repertoire müssen nun die Aeroakustiker von Bosch beherrschen? Es umfasst alle durchströmten Düsen und Ventile, das ruhige Arbeitsgeräusch von Heizgeräten im Wohnraum, den leisen Leerlauf von Winkelschleifern sowie das angenehme Fahrtwindgeräusch von Scheibenwischerprofilen.
Die Herausforderung an die Aeroakustik-Forschung liegt darin, dass bereits kleinste Ursachen eine große Geräuschwirkung haben: Physikalisch gesehen sind Schallenergien um viele Größenordnungen kleiner als die in der Strömung enthaltene Bewegungsenergie oder Wärmemenge. Luftströmungen rufen also relativ leicht unerwünschte Geräusche hervor. Doch dieses Problem wollen die Forscher in einen Vorteil ummünzen:
Sind die zugrunde liegenden physikalischen Phänomene der Aeroakustik verstanden, können kleinste, gezielte Änderungen im Design der luftführenden Bauteile eine große positive Wirkung für das Klangbild entfalten. Mit Experimenten und CAE-Tools (CAE = Computer Aided Engineering) nehmen die Forscher die Herausforderung an. Das gesammelte experimentelle Know-how soll in zuverlässige numerische Simulationswerkzeuge eingehen, um Voraussagen über Schallentstehung und -ausbreitung zu treffen. In Zukunft werden dann Software-Tools die aufwändigen Experimente gerade hinsichtlich von Geometrie-Varianten weitestgehend ersetzen. Welches Repertoire müssen nun die Aeroakustiker von Bosch beherrschen? Es umfasst alle durchströmten Düsen und Ventile, das ruhige Arbeitsgeräusch von Heizgeräten im Wohnraum, den leisen Leerlauf von Winkelschleifern sowie das angenehme Fahrtwindgeräusch von Scheibenwischerprofilen.
Abstrakte Kunst? Nicht ganz. Vom linken Bildrand breiten sich Schallwellen aus, wie sie beim Auftreffen eines Luftstroms auf eine Fläche, etwa eine Windschutzscheibe, erzeugt werden.
