Flugzeugkabinenakustik
Eine der Kernkompetenzen des Instituts ist die Vorhersage und Optimierung der akustischen Beschaffenheiten innerhalb von Flugzeugkabinen. Seit seiner Gründung wurden zahlreiche Forschungsprojekte auf diesem Gebiet - unter anderem in Zusammenarbeit mit Airbus, EADS und Lufthansa Technik - durchgeführt. Um Schallübertragungsverluste durch Flugzeugrumpf, Dämmmaterialien und Kabinenpolsterung zu untersuchen, werden Diskretisierungsmethoden wie FEM und BEM sowie energiebasierte Ansätze entwickelt. Die Vorhersage des Schallfeldes innerhalb der Kabine wird durch iterative oder modellordnungsreduzierende Ansätze sowie Strahlverfolgungsalgorithmen realisiert. Neben anderen, ist ein weiteres Forschungsziel die Entwicklung eines modularen Subsystem-Modells des Kabinenlüftungssystems.
Fahrzeugakustik
Ein weiteres bedeutsames Thema am Institut ist die Erstellung und Anwendung von Berechnungsmodellen für Fahrzeugakustik. Neben der Vorhersage von Schallausbreitung und dem Innenraumschallfeld von Kraftfahrzeugen, Schiffen und U-Booten mittels FEM / BEM sowie SEA, liegt ein Augenmerk auf Schallabstrahlungsproblemen. Das Institut hat langjährige Erfahrung mit verschiedenen Rand- und Finite-Elemente-Ansätzen für Außenbereichsakustik, die zum Beispiel in Berechnungsmodellen für Reifen- und Straßenlärm Anwendung finden.
Offshore Rammschall
Die Vorhersage von Lärmpegeln aufgrund von Pfahlrammungen bei der Errichtung von Offshore Windenergie Anlagen dient dem Schutz mariner Lebewesen, wie dem unter Artenschutz stehenden Schweinswal. Mit Hilfe der FEM wird ein Nahfeldmodell entwickelt, welches Schallpegel in Abhängigkeit von Fundamenttyp und eingesetzter Schallschutzmaßnahme vorhersagt. Die Ausbreitungsfortsetzung ins Fernfeld wird mittels eines angekoppelten Wellenzahlintegrationsansatzes realisiert. Die Modellvalidierung erfolgt durch Messdaten, die im Zuge umfrangreicher pfahlgründungsbegleitender Messkampagnen gesammelt wurden.
Dichtungstechnik
Seit mehr als zwei Jahrzehnten wird die Leistungsfähigkeit von Radialwellendichtringen (RWDR) in all ihren Facetten an der TUHH untersucht. Heute ist das Institut im Besitz von 26 unabhängigen Prüfzellen, 11 RWDR-Tribometern und speziellen Testmöglichkeiten zum Beispiel zur Bestimmung von Losbrechmomenten, Leistungsabfall, Radialkräften und Oberflächenzuständen. Ein langfristiges Ziel neben Abrieb-, Undichtigkeit-, Leistungsabfall- und Lebensdaueruntersuchungen ist die numerische Vorhersage der Leistungsfähigkeit von RWDR. Die derzeitige Forschung zielt auf die Entwicklung von Materialmodellen für Elastomere in der Dichtungstechnik ab.
Gitterfreie Methoden
Im Gegensatz zu klassischen Diskretisierungsmethoden, folgen gitterfreie Formulierungen einem Partikelansatz zur Lösung eines Feldproblems. Durch die Vermeidung einer Gittergenerierung sind sie zum Beispiel perfekt für komplexe Geometrien oder große Deformationsprobleme geeignet. Die derzeitige Forschung am Institut zielt auf die Anwendung gitterfreier Methoden in den Bereichen der Boden-Struktur-Interaktion sowie der Akustik ab.
Parameterunsicherheiten
Beständige Weiterentwicklungen in den Bereichen der Computer-Technologie und der Berechnungsmethoden ermöglichen immer genauere und detailliertere numerische Modelle. Dennoch resultieren Produktionstoleranzen, Materialparameterstreuungen oder generell eingeschränkte Informationen in Eingabeparameterunsicherheiten, die grobe Abweichungen zwischen vorhergesagter und tatsächlicher Leistung einer Komponente zur Folge haben können. Obwohl unterschiedliche Methoden zur Handhabung von Parameterunsicherheiten existieren, stellt deren effiziente Anwendung im Falle umfassender Modelle, wie zum Beispiel in der Vibroakustik, noch immer eine Herausforderung dar. Daher ist das Institut neben grundsätzlichen Fragestellungen hinsichtlich der Berücksichtigung von Parameterunsicherheiten bei numerischen Simulationen insbesondere mit der Entwicklung effizienter Ansätze für komplexe Anwendungsbereiche wie Flugzeug- und Schiffsakustik beschäftigt.