Möglichkeiten und Grenzen numerischer Strömungsakustik mit OpenFOAM

Das Open Source Toolkit OpenFOAM hat sich in den letzten Jahren zu einer interessanten Alternative zu kommerziellen Strömungslösern entwickelt. Technische Strömungen aus verschiedensten Anwendungsbereichen (Aerodynamik, Turbomaschinen, Mehrphasenströmungen, ...) lassen sich mit der Software berechnen und auswerten. Durch den frei verfügbaren Quellcode ist OpenFOAM nahezu beliebig erweiterbar. Dies macht die Software interessant für Forschungseinrichtungen, wohingegen die Freiheit von Lizenzgebühren insbesondere für den Unternehmenseinsatz attraktiv ist. Bei der numerischen Berechnung von Strömungsschall stößt das Programmpaket jedoch an Grenzen, insbesondere bei den vorhandenen Diskretisierungsverfahren für die numerische Berechnung der Schallausbreitung. Dieser Beitrag zeigt Möglichkeiten und Grenzen auf, Strömungsschall mit OpenFOAM zu berechnen. Dabei wird auf Methoden eingegangen, welche auf numerisch kostengünstigen RANS Simulationen beruhen (SNGR, RPM) und somit eine interessante Alternative zu LES basierten Verfahren bilden. Es werden Beispiele gezeigt, welche die Grenzen der Software bei der Berechnung der Schallausbreitung aufzeigen und Lösungsvorschläge präsentiert.