搜索ANSYS Fluent噪聲分析技巧及模型選擇準則
2018-04-14 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
一、概述
ANSYS Fluent中的噪聲分析模塊,取決于可接受的時間成本和精度,可使用下列計算方法進行仿真:
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Direct method(直接計算方法)
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Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) solution by acoustic analogy model(聲學類比模型)
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Solution by broadband noise source models(寬頻噪聲源模型)
下文中將詳細介紹三種不同分析方法的特征及選用準則。
二、解決方案
1. Direct Method(直接計算方法)
直接計算方法是指利用壓力脈動作為噪聲源,直接以流場分析結果進行計算。因此可以獲取計算域中所有的壓力變化(傳播),比如聲音的反射、衍射以及折射。然而為了捕捉細小的壓力波動,要求噪聲源與接收者或測量點之間的空間內網格足夠精細才能滿足計算要求。這導致了在所有方法中,直接計算方法所需的計算資源巨大,因為通常計算噪聲時需要非定常及精細網格。
2. Acoustic Analogy Model(聲學類比模型)
只在噪聲源附近使用CFD求解壓力脈動,噪聲由噪聲源傳遞至接收者的傳播由波動方程求解。不像直接計算方法,要求噪聲源附近使用非常精細的網格,當接收者在遠場處,與直接計算方法相比較,可以使用較少數量的網格就能進行噪聲分析。同樣,接收者可以處于計算域的外邊就計算成本而言,同樣需要非定常計算但成本不像直接計算那樣高。因為這種方法只從聲源附近的數據計算噪聲,聲源與聲音接收者之間存在壁面的因素,因此不能解析聲音的反射等現象。
3. Solution by Broadband Noise Source Models(寬頻噪聲模型)
壓力脈動只在聲源附近使用CFD求解,噪聲傳播至接收者的過程由波動方程的分析解得到。這是一種有效的方法,建議從模型研究最初設計減少噪音。該種方法不適用于光譜分析,但是由于靜態計算時已采用了該種方法,因此計算成本是三者中最低的。
三、模型篩選準則
分析方法的選擇取決于要求的分析結果,要求包括哪些物理現象。以上三種不同方法的特點歸納如下:
Direct method(直接方法):
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要求光譜分析;
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考慮波動方程,播的折射,衍射和反射。
Solution by acoustic analogy model(聲學類比模型):
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要求光譜分析;
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計算代價比直接方法低;
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可忽略聲源和接收者之間的反射。
Solution by broadband noise source models(寬頻噪聲模型):
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噪聲源足夠多;
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計算資源較小。
因此,在進行噪聲計算分析時,需要根據所要求的結果及計算資源合理的選擇計算模型。
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