STAR-CCM+气动声学仿真的三种方法 气动声学分析

气动声学主要模拟声音的空气动力生成过程。根据声音产生的主要机制可归类为：涡流脱落噪声、湍流结构相互作用噪声、尾缘噪声。使用纳维-斯托克斯方程计算声波时，存在四大难点源：声场大于流场；声场的能量范围小于流场的能量范围；数值离散可以充当比模拟的流场更重要的声源；在距离源区域有限距离的人工计算边界处，施加适用于远场中声学的自由空间边界条件时存在难点。

气动声学分析过程：

1、使用相对粗糙的网格在稳态模式下设置并运行案例，采用宽带噪声源模型标识加密网格的位置，采用网格频率截止标量函数来判断源区域中所需的网格单元尺寸。

2、使用宽带噪声模型中的信息和网格频率截止标量函数来加密网格。

3、选择基于 LES 或基于 DES 的湍流建模并适当时间步的瞬态模拟。 。

4、对于远场传播分析，使用 Ffowcs Williams-Hawkings (FWH) 模型。

    计算采用李玲等在北京航空航天大学的D5 气动声学消声风洞进行的圆柱绕流气动声学测量实验。流域划分及边界条件设置如下 所示。实验测量了直径为0. 02 m 的圆柱在不同流速下的噪声,监测点在距离圆柱轴线2 m 并与流速方向垂直的位置。