Mirjam Snellen
Puzzelen met aero-akoestiek voor verdere vergroening
Als je precies de vinger kunt leggen op het geluid zoals geproduceerd door een vliegtuig, kun je daar slim gebruik van maken bij het ontwerpen van toekomstige, duurzame vliegtuigen. En dat is precies de missie van Mirjam Snellen, universitair hoofddocent Akoestiek bij de sectie Aircraft Noise and Climate Effects (ANCE) (nu hoogleraar ‘Acoustic data analysis and imaging for aviation noise’) en haar collega’s, die graag puzzelen met (aero-)akoestiek.
Het academisch leven van Snellen draait volledig om akoestiek: van haar studie Theoretische Aerodynamica aan de TU Delft tot haar werk bij TNO en sinds 15 jaar als U(H)D in Delft. “Ik ben er ingerold uit puur inhoudelijke interesse. Vooral mijn promotietijd was ontzettend interessant: ik onderzocht hoe je zo maximaal mogelijke informatie uit akoestische metingen kunt halen. De kunst is om met slimme algoritmes en modellen het ontvangen geluid zo goed mogelijk te begrijpen. Door met een array (serie) van microfoons een geluidsveld te meten, kun je individuele geluidsbronnen van elkaar onderscheiden, zeg maar een akoestische afbeelding maken, en zelfs een schatting krijgen van parameters van de omgeving, zoals de geluidssnelheid.” Haar kennis hierover doceren Snellen en haar collega’s in de vakken Operations Optimization en Acoustic Imaging.
Samenwerking staat bij Snellen voorop: met de staf van de sectie (o.l.v. Dick Simons), maar ook met andere groepen, en de promovendi die het veldwerk doen. Haar eigen hart ligt bij metingen, ondersteund door modellen, met een focus op akoestische data-analyse. “Ze zijn als een moeilijke puzzel. Zo moet je goed nadenken over welke aspecten er een rol spelen in de tijd tussen het uitzenden van een signaal en het daadwerkelijk ontvangen. Je kunt er echter veel mee: we gaan met z’n allen naar Schiphol, leggen ons array neer, gaan meten, passen onze processing-technieken toe en kunnen haarfijn de bijdrage van de verschillende bronnen op een vliegtuig (motoren, flaps, slats, landingsgestel, etc.) ontrafelen.”
Euforie
Fantastisch vindt Snellen dat: het werken met akoestische data, arrays, kijken wat je eruit kunt halen, kijken of het met modellen klopt. “En dan de euforie als je echt begrijpt hoe het zit!” Dat de array-technieken worden toegepast op operationele condities is dan ook een grote meerwaarde: “Eigenlijk werken we in een levend lab. Uit onze metingen op Schiphol krijgen we zeer relevante data. Niets is gemodelleerd, we meten een echt vliegtuig, dat handelt zoals in werkelijkheid. Zou je met één microfoon werken, dan kun je vraagtekens plaatsen bij de resultaten. Misschien stond er iemand naast te praten of kwam er net een brommer langs. Maar met een array staat het vliegtuig centraal en sluit je alle interfererende bronnen uit.”
Acoustic Imaging kan slim gebruikt worden bij het ontwerp van toekomstige, stillere vliegtuigen.
Mirjam Snellen
De samenwerking met de Windenergie-groep inspireert Snellen eveneens op het vlak van akoestische data-analyse. “We bedenken samen toekomstige technieken om tot stillere vliegtuigen te komen. We focussen ook op windturbines om efficiënter en stiller windenergie te kunnen genereren. We kijken bijvoorbeeld naar het gebruik van poreuze materialen. Kun je deze gebruiken om vliegtuigen en windturbines echt stiller te maken? En onder welke omstandigheden? Onze rol daarin is het meten. Dat doen we met een akoestisch array die we in de verticale windtunnel van de faculteit hebben opgesteld.”
Snellen wil doorgronden hoe het écht zit met de (aero-)akoestiek van vliegtuigen. “We kunnen wel allerlei nieuwe aanvliegprocedures ontwerpen op basis van modellen van vliegtuiggeluid, maar hoe goed zijn die modellen nou echt? Meten geeft de informatie over hoe het werkelijk is: hoeveel geluid genereert de motor precies, en het landingsgestel, en de vleugels? Nog te vaak is dat niet helder. Onze arrays en processingtechnieken geven die duidelijkheid. De vier arrays die we hebben, zijn trouwens zelf gebouwd. Dat biedt ons veel vrijheid: we kunnen de microfoons plaatsen waar we willen en testen doen wanneer we willen. Ze kosten ook niet veel, terwijl ze onbetaalbaar zijn als je ze moet kopen.”
Ter illustratie noemt Snellen nog een onderzoek naar de Fokker 70. Bij dit vliegtuig zijn de motoren boven de vleugel geplaatst, waardoor shielding ontstaat: het afschermen van geluid door een object ertussen. “Wereldwijd wordt veel onderzoek naar dit effect gedaan. Voor ons is de Fokker 70 wederom een levend lab. Met een array onder het vluchtpad bij Schiphol hebben we aangetoond dat er in de praktijk daadwerkelijk een shielding-effect was. Die wetenschap kan slim gebruikt worden bij het ontwerp van toekomstige, stillere vliegtuigen. Het is fijn te weten dat we met ons onderzoek iets kunnen bijdragen aan vergroening. Privé probeer ik dat trouwens ook. Zo hebben we zonnepanelen en een zonnecollector en reis ik zo min mogelijk met de auto.”
Dr.ir. M. (Mirjam) Snellen
Vind meer informatie over:
Aircraft Noise and Climate Effects