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气动噪声模型使用指南

ANSYS Fluent气动噪声模型使用指南

ANSYS Fluent气动噪声模型使用指南 ......................................................................................... 1

1 ANSYS Fluent的气动噪声模型特点介绍 . .................................................................................. 1

1. 1 C A A (直接模拟模型) . .................................................................................................... 1

1. 2 A c o u s t i c A n a l o g y M o d e l i n g (声比拟模型) ............................................................. 2

1. 3 B r o a d b a n d (宽频噪声模型) . ........................................................................................ 2

2 ANSYS Fluent的气动噪声模型设置 . .......................................................................................... 4

2. 1 B r o a d b a n d (宽频噪声模型) . ........................................................................................ 4

2. 2 F -W -H (声比拟模型) . .................................................................................................... 7

2. 3 C A A (直接模拟模型) . .................................................................................................. 16

3 ANSYS Fluent气动噪声测试案例 . ............................................................................................ 22

3. 1 圆柱绕流 . ........................................................................................................................ 22

3. 2 跨音速空腔流动 . ............................................................................................................ 26

3. 3 跨音速翼型绕流 . ............................................................................................................ 31

1 ANSYS Fluent的气动噪声模型特点介绍

1. 1 C A A (直接模拟模型)

ANSYS Fluent 中的CAA 方法可以通过求解流体动力学方程直接得到声波的产生和繁殖现象。声波的预测需要控制方程时间精度的解,而且,CAA 方法需要ANSYS Fluent通过求解非稳态N-S 方程(如DNS )、非稳态雷诺平均RANS 方程以及在分离涡DES 和
大涡LES 模拟中用到的滤波方程,精确模拟粘性效应和湍流效应。

ANSYS Fluent 中的CAA 方法可以通过求解流体动力学方程直接得到声波的产生和繁殖现象。声波的预测需要控制方程时间精度的解,而且,CAA 方法需要ANSYS Fluent通过求解非稳态N-S 方程(如DNS )、非稳态雷诺平均RANS 方程以及在分离涡DES 和大涡LES 模拟中用到的滤波方程,精确模拟粘性效应和湍流效应。

CAA 方法需要高精度的数值求解方法、非常精细的网格以及声波非反射边界条件,因此计算代价较高。如果要计算远场噪声(比如几百倍的机翼弦长远处的噪声传播),CAA 方法则需要超大规模并行计算支持;但是如果计算近场噪声(比如,机身表面的APU 、空穴、微小部件扰动噪声),CAA 方法是容易可行的。在大多包含近场噪声的计算中,由于局部压力波动导致的噪声是可以通过ANSYS Fluent 准确模拟的。既然CAA 方法直接求解声波传播,那么需要求解可压缩的控制方程(如雷诺平均方程、可压缩的LES 大涡模拟的滤波方程)。当流动速度较低或亚音速流动时,而且近场中的噪声源主要由局部压力波动构成,则可以使用不可压缩流动。然而,不可压缩流动处理不能模拟回声和声波反射现象。

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