ACTRAN AERO-Acoustics_Theory_complete-ACTRAN气动声学理论完整版
合集下载
AERO-Theory-completePPT课件
▪ "Aeroacoustics is concerned with sound generated by aerodynamic forces or motions originating in a flow rather than by the externally applied forces or motions of classical acoustics. Thus, the sounds generated by vibrating violin strings and loudspeakers fall into the category of classical acoustics, whereas sounds generated by the unsteady aerodynamic forces on propellers or by turbulent flows fall into the domain of aeroacoustics." ( M.E. Goldstein, Aeroacoustics, Mc Graw Hill, 1976. )
There are several strategies for solving CAA problems
▪ Direct computation: the CFD code computes the acoustic solution ▪ Hybrid method: the CFD compute a CFD field in a first step. An acosutic
solver computes the equivalent noise sources and propagates the acoustic field ▪ Semi-empirical models: not relying on unsteady CFD
There are several strategies for solving CAA problems
▪ Direct computation: the CFD code computes the acoustic solution ▪ Hybrid method: the CFD compute a CFD field in a first step. An acosutic
solver computes the equivalent noise sources and propagates the acoustic field ▪ Semi-empirical models: not relying on unsteady CFD
噪声分析软件Actran航空发动机声学问题解决方案
y 4.4 无限元技术.......................................................................................................................16
5.1.1 发动机的基本情况................................................................................................21 5.1.2 优化声衬的工况参考点........................................................................................22 5.1.3 ACTRAN 模型 .....................................................................................................22 5.1.4 阻抗优化方法........................................................................................................25 5.1.5 插入损失与优化的阻抗结果................................................................................27 5.1.6 ACTRAN 在声衬设计方面的应用.......................................................................30 5.2 排气噪声应用案例...........................................................................................................30 5.2.1 模型参数................................................................................................................32 5.2.2 计算结果................................................................................................................35 六、ACTRAN 应用前景 ...............................................................................................................40
5.1.1 发动机的基本情况................................................................................................21 5.1.2 优化声衬的工况参考点........................................................................................22 5.1.3 ACTRAN 模型 .....................................................................................................22 5.1.4 阻抗优化方法........................................................................................................25 5.1.5 插入损失与优化的阻抗结果................................................................................27 5.1.6 ACTRAN 在声衬设计方面的应用.......................................................................30 5.2 排气噪声应用案例...........................................................................................................30 5.2.1 模型参数................................................................................................................32 5.2.2 计算结果................................................................................................................35 六、ACTRAN 应用前景 ...............................................................................................................40
actran气动噪声计算原理
actran气动噪声计算原理Actran是一种流体动力学仿真软件，可以用于计算气动噪声。
在Actran中，气动噪声的计算原理是通过数值模拟来预测流体动力学系统中产生的噪声。
需要了解气动噪声的来源。
气动噪声是由流体运动引起的压力波动产生的，这些压力波动通过流体传播并转化为声波，最终达到人耳能够感知的声音。
在工程实践中，对气动噪声的减小和控制是一个重要的课题，因为它对人类健康和环境保护都有着重要的影响。
Actran的气动噪声计算原理基于声学和流体动力学的数值模拟方法。
在计算过程中，首先需要建立一个准确的流体动力学模型，包括流场的边界条件、流体性质和流体运动方程等。
这些参数将直接影响到最终的噪声计算结果。
然后，需要通过求解流体运动方程来模拟流体的运动行为。
在气动噪声计算中，通常采用Navier-Stokes方程来描述流体的运动，该方程是一组非线性偏微分方程，可以通过数值方法进行求解。
Actran使用了有限元方法和有限差分方法来离散化和求解Navier-Stokes方程，从而得到流体的速度场和压力场分布。
在得到流体的速度场和压力场之后，接下来需要计算噪声源项。
噪声源项是指在流体中产生噪声的区域，通常是流体中存在的湍流或涡流。
这些湍流或涡流会导致局部的压力波动，从而产生噪声。
Actran使用湍流模型和涡源模型来计算噪声源项，通过数值模拟来预测噪声的产生和传播。
需要进行声波传播计算，以确定噪声在空间中的传播路径和强度分布。
声波传播计算是通过声学模型来实现的，包括声波传播方程和声学边界条件等。
Actran使用了声学有限元方法和声学边界元方法来进行声波传播计算，从而得到噪声的传播路径和声压级分布。
Actran的气动噪声计算原理是基于数值模拟方法的。
通过建立准确的流体动力学模型、求解流体运动方程、计算噪声源项和进行声波传播计算，可以预测流体动力学系统中产生的气动噪声。
这对于设计和优化噪声控制措施具有重要的参考价值，可以帮助减少噪声对人类健康和环境的影响。
噪声软件Actran在列车声学设计中的应用_唐车
3
Copyright hnologies
ACTRAN软件背景
FFT和ACTRAN创立的背景
两位教授开发的Sysnoise被LMS收购后，1998年选择离开！ 11家大公司于1999~2001年组成了ACTRAN联盟，资助两位教授开发ACTRAN，并 成为第一批客户 • 雷诺、宝马、标致、菲亚特、通用汽车等 整车企业 • 立达（Rieter）、哈金森（Hutchinson）汽车配件公司 • 空客 航空 • 壳牌石油、Glaverbel能源、材料 • 德国劳埃德船级社船舶
高性能求解器与并行处理
扬声器 侧窗声传递 壳体振动辐射噪声
11
Copyright Hi-keyTechnologies
ACTRAN AeroAcoustics
流致噪声仿真工具 特性：
支持大多数的CFD软件，并经过大量实验验证； Lightill 声类比、Möhring 声类比； 在有限元网格上可以定义边界条件：
• 任何边界条件都可使用 !!! • 这是与其他处理方法(如Curle, FWH or BEM)相比，最大的优势！
可以与VibroAcoustics联合计算，进行振动/流动声学一体化分析
客户：
Daimler, BMW, VW, Delphi, Visteon, John Deere, Brothers, PSA...
ACTRAN Vibro-Acoustics
ACTRAN Aero-Acoustics
ACTRAN TM
ACTRAN Acoustics ACTRAN VI 9
Copyright Hi-keyTechnologies
ACTRAN Acoustics
声学仿真工具 典型应用
ACTRAN空调研讨会-ACTRAN软件整体介绍
Free Field Technologies operates from its headquarters in Mont-Saint-Guibert (near Brussels), Belgium, and from its offices in Toulouse, France, Tokyo, Japan, and Troy, MI, USA. Actran is used by over 250 industrial customers worldwide. FFT joined MSC Software Corporation in September 2011 and became a wholly owned subsidiary of MSC.
Exhaust Muffler
HVAC Module
Gearbox Radiation
5
Copyright Free Field Technologies
Actran VibroAcoustics
General purpose vibro-acoustic modelling tool
Large finite element and material library:
Actran TM
Exclusive tool for the modelling of noise radiation by aircraft engine and other
turbomachines
Key features:
excitation defined in terms of duct modes propagation in a non-uniform background flow accurate modelling of liners
Actran-2012用户大会-Aeroacoustic-气动声学应用功能介绍
Actran Users’ Conference 2012
12
Actran14.0 : A sneak preview
Handle loadcases with different filter_amplitude in ActranAero Burner noise
- Noise model for flame - Noise sources assumed as a monopole - Acoustic noise propagation + acoustic feedback loop
Stochastic Noise Generated Randomly
- Continue investigations on noise computed from RANS solution - Research topic, more details in next presentation
Navier-Stokes equations
Actran ICFD
Isentropic LEE
5 Partial Differential Equations
Decreasing Complexity
Hypothesis 1
Hypothesis 2
Homentropic LEE
4 Partial Differential Equations
Hypothesis 3
Möhring equation
1 Partial Differential Equation
V=0
Helmholtz equation
1 Partial Differential Equation
Hypothesis 4
声学模拟专家ACTRAN
声学模拟专家ACTRANACTRAN 是著名的声学软件提供商—⽐利时FFT 公司（FreeField Technology ）的旗舰产品。
ACTRAN 最初定位于声⾳的传播（因⽽定名为ACTRAN ），现在该产品已经覆盖了声学、振动声学、流动声学的各个⽅⾯，并⼴泛吸收融合、发展创新了当今最先进的技术。
ACTRAN 可以处理的问题包括：声波的辐射、散射、封闭和开放声场、声波在管道中的传播、对流效应、声振耦合、精确模拟阻尼等。
ACTRAN 简单易⽤，与CAE 软件的集成⽅便快捷，历经⼯程验证，具有出⾊的鲁棒性和求解效率。
ACTRAN 是当今市场上最完善的声学模拟软件。
ACTRAN 基于有限元和⽆限元⽅法，并提供了丰富的单元库、材料库、边界条件、求解配置和求解器。
ACTRAN 被最挑剔的⼯程师、研究⼈员和教师⽤来求解具有挑战性的声学、振动声学、流动声学问题。
最优秀的声学模拟软件，加上FFT 公司和海基科技专业的⽀持服务，就是您获得成功的有⼒保证。
作为计算声学领域的技术领先者，ACTRAN 的先进性主要体现在以下的六个⽅⾯：1. 完整性ACTRAN 除了包含其它计算声学软件的全部特征之外还包含了许多独有的技术特征，例如：●声波在⾮均质运动流体中的传播（应⽤于旋转机械设计以及掠过噪声的模拟）●与有限元部件分析模态结果相耦合●内含对有回响和⽆回响房间的模拟●声⾳通过复合材料/夹层结构的传输和吸收●由真实的结构激励激发的结构载荷：扩散声场、湍流边界层、随机运动学激励2. 连贯性ACTRAN 基于⼀个众所周知、经过充分验证的数值技术—有限元。
因⽽ACTRAN 与其它有限元程序保持了内在的⼀致性。
容易与其它主要的CAE ⼯具连接、结合以及⽐较。
3. 性能ACTRAN 中包含了许多特⾊解算器以提供最佳的解算性能。
例如，FFT 公司开发的⽤于快速计算频率响应函数的Krylov 解算器，它具有任意的频率分辨率，⽽且使计算效率提⾼⾄少⼀个量级，同时还带来以下优点：●完美的封装使它易于和任何有限元程序集成。
ACTRAN航空噪声模拟案例_简介
ACTRAN for NASTRAN
ACTRAN DGM
ACTRAN Vibro-Acoustics
ACTRAN Aero-Acoustics
ACTRAN TM
ACTRAN Acoustics ACTRAN VI 6
Copyright Free Field Technologies
Some Aerospace Customers
服务: 培训, 技术交流, 工程咨询, 特别开发 科研:FFT参加众多科研项目，从风机噪声、机身壁板声学设计、环控系
统噪声、航空发动机噪声到高性能计算以及产品的声学设计等。
5
Copyright Free Field Technologies
The ACTRAN software suite
ACTRAN feature
支持详细e 玻璃棉
10
Copyright Free Field Technologies
ACTRAN典型应用2-环控系统声学设计
研究声波在环控系统管道内的传播 影响管道声学性能的多种因素
横截面形状 固定装置 管壁材料、厚度
FFT-海基盛元
ACTRAN在航空工业的应用
李奇 博士
Copyright Free Field Technologies
内容
飞机噪声源
ACTRAN 产品介绍
ACTRAN在航空工业的应用案例
2
Copyright Free Field Technologies
飞机主要的噪声源
机舱内噪声 客舱总体噪声水平
ACTRAN 产品介绍
ACTRAN在航空工业的应用案例
4
Copyright Free Field Technologies
ACTRAN DGM
ACTRAN Vibro-Acoustics
ACTRAN Aero-Acoustics
ACTRAN TM
ACTRAN Acoustics ACTRAN VI 6
Copyright Free Field Technologies
Some Aerospace Customers
服务: 培训, 技术交流, 工程咨询, 特别开发 科研:FFT参加众多科研项目，从风机噪声、机身壁板声学设计、环控系
统噪声、航空发动机噪声到高性能计算以及产品的声学设计等。
5
Copyright Free Field Technologies
The ACTRAN software suite
ACTRAN feature
支持详细e 玻璃棉
10
Copyright Free Field Technologies
ACTRAN典型应用2-环控系统声学设计
研究声波在环控系统管道内的传播 影响管道声学性能的多种因素
横截面形状 固定装置 管壁材料、厚度
FFT-海基盛元
ACTRAN在航空工业的应用
李奇 博士
Copyright Free Field Technologies
内容
飞机噪声源
ACTRAN 产品介绍
ACTRAN在航空工业的应用案例
2
Copyright Free Field Technologies
飞机主要的噪声源
机舱内噪声 客舱总体噪声水平
ACTRAN 产品介绍
ACTRAN在航空工业的应用案例
4
Copyright Free Field Technologies
Actran-2012用户大会_LG吸尘器噪声模拟
− Ap p1 p Ap 2
In house code for generating ACTRAN Table file
Admittance Plot
Actran Users’ Conference 2012
Modal Duct Excitation(check Lower Muffler)
Outline
Object and Approach Actran Model
Full Muffler part
Transfer admittance Unit Excitation
Nozzle and only pipe Directivity Sample Porous Material Transfer Admittance Using Microphone Measurement data Reciprocity Analysis With CFD result
Contour Result
Porous
1000Hz
2000Hz
3000Hz
4000Hz
5000Hz
No Porous
Actran Users’ Conference 2012
Material tuning
We don’t know the material property of porous(sponge) We have real source on inlet with reciprocity analysis We can compare with the measurement and CAE result in trial and error for material. Solving time of the muffler case is so fast, then we can analysis for material tuning job. we can check the difference of the changed material of muffler.
计算声学
计算声学软件概述计算声学（CA）是CAE的重要一支，主要用于研究声环境与声疲劳等噪声问题。
根据不同的分类方式，噪声可分为振动噪声与气动/流动噪声，或者中低频噪声与高频噪声。
对应的研究方法主要有边界元法、有限元法、统计能量法。
随着学术进步与硬件性能提升，有限元法取代边界元法的趋势日趋明朗。
主流声学软件中，Virtual. Lab Acoustic（原Sysnoise）以边界元为主，近年追加了振动噪声的有限元解算器；Actran以有限元/无限元为基础，提供振动/气动噪声的综合方案，对于气动/流动噪声、声振耦合、隔声降噪与声疲劳等问题独擅胜场；VA-One以统计能量法为基础，适用于系统级高频振动噪声问题。
除Actran等声环境与声疲劳分析软件之外，众多专用软件也异彩纷呈，诸如建筑声学与电声分析软件EASE、环境噪声分析软件Cadna/A等，均各显其能。
EASE适用于大尺度建筑物内部声场分布计算以及音响设备电声品质的预测；Cadna/A适用于城市或区域环境噪声的预测、评估和控制方案设计。
现在的噪声分析软件主要有Vone（高频）、Sysnoise和ACTRAN等。
ACTRAN可以处理的问题包括：声波的辐射、散射、封闭和开放声场、声波在管道中的传播、对流效应、声振耦合、精确模拟阻尼等。
ACTRAN简单易用，与CAE软件的集成方便快捷，历经工程验证，具有出色的鲁棒性和求解效率。
无缝集成英文名称：seamless integration 定义：一种无须数据格式转换，直接访问来自多种不同数据源数据格式的高级数据集成技术。
ACTRAN可以与I-DEAS Master Series、MSC.Patran和Hypermesh等主流有限元前后处理软件无缝集成，并成为这些软件操作界面中的一个功能菜单，用户完全可以在熟悉的软件界面下操作ACTRAN，进行噪声分析，而不必担心需要重新熟悉一个全新的软件界面。
ACTRAN与MSC NASTRAN的耦合：对于装饰件建模和要求苛刻的振动声学应用，为什么不把世界上两个最好的方法结合在一起呢？用MSC.Nastran建立结构体模型，用ACTRAN/VA捕捉装饰件的声学和动力学特性。
ACTRAN空调研讨会-管道声学分析
技术路线
为了分析和降低噪声，马自达选用了Nastran与ACTRAN联合仿真，预测与
优化进气歧管的噪声水平。
22
Copyright Free Field Technologies
进气歧管噪声优化分析需要的模块配置
ACTRANforNASTRAN
ACTRANDGM
ACTRANVibro-Acoustics
Copyright Free Field Technologies
Case 2 – 媒质流动的影响– 传递损失
9
Copyright Free Field Technologies
温度效应
传递损失
温度效应
600K
300K
10
Copyright Free Field Technologies
排气尾管噪声分析
声固耦合 开放的出口端 消声器 绝热层 吸声材料 穿孔板 流动效应 温度效应
Out (shell) In
Out (pipe)
2
Copyright Free Field Technologies
管道声学分析
管道声传播 管道振动辐射噪声 管道气流再生噪声
3
Copyright Free Field Technologies
气管道较短，排气系统噪声控制难度较大，必须借助数值分析技术预测 消声器性能并进行优化设计。
33
Copyright Free Field Technologies
技术路线
为了分析和降低摩托车排气噪声，铃木使用ACTRAN与其它CFD软件进行联
合仿真，实现快速分析排气噪声问题。
34
Copyright Free Field Technologies
03-ACTRAN气动声学模块介绍
DFT qn (tn ) qn .w(tn )
其中w(t)是窗函数
25
Copyright Free Field Technologies
窗函数
原始信号q(t)
26
Copyright Free Field Technologies
窗函数
Actran中的窗函数
27
Copyright Free Field Technologies
CA 节点 (稀疏)
信息丢失
积分插值法:
CFD 节点 (致密) 从CFD节点到CA网格的积分插值
CA 节点 (稀疏)
所有信息都被利用，避免信息丢失! ◄
24
Copyright Free Field Technologies
窗函数
频谱能量泄漏
执行DFT，需要截断有限信号片段考虑部分的信号
ACTRAN DGM
ACTRAN VibroAcoustics
ACTRAN AeroAcoustics
ACTRAN TM
ACTRAN Acoustics ACTRAN VI 4
Copyright Free Field Technologies
ACTRAN Aero-Acoustics
包含所有针对流致噪声仿真分 析的高级属性
限制
源项不够精确 数值成本不可忽略（大量涡模态=大量计算）◄
11
Copyright Free Field Technologies
简要回顾CFD技术
DNS：直接数值模拟
解决所有尺度 DNS是不实际的
LES: 大涡模拟 解决大尺度结构，包含大多数能量 建模小尺度对大尺度结构的影响
其中w(t)是窗函数
25
Copyright Free Field Technologies
窗函数
原始信号q(t)
26
Copyright Free Field Technologies
窗函数
Actran中的窗函数
27
Copyright Free Field Technologies
CA 节点 (稀疏)
信息丢失
积分插值法:
CFD 节点 (致密) 从CFD节点到CA网格的积分插值
CA 节点 (稀疏)
所有信息都被利用，避免信息丢失! ◄
24
Copyright Free Field Technologies
窗函数
频谱能量泄漏
执行DFT，需要截断有限信号片段考虑部分的信号
ACTRAN DGM
ACTRAN VibroAcoustics
ACTRAN AeroAcoustics
ACTRAN TM
ACTRAN Acoustics ACTRAN VI 4
Copyright Free Field Technologies
ACTRAN Aero-Acoustics
包含所有针对流致噪声仿真分 析的高级属性
限制
源项不够精确 数值成本不可忽略（大量涡模态=大量计算）◄
11
Copyright Free Field Technologies
简要回顾CFD技术
DNS：直接数值模拟
解决所有尺度 DNS是不实际的
LES: 大涡模拟 解决大尺度结构，包含大多数能量 建模小尺度对大尺度结构的影响
AERO_2_General_Organization-ACTRAN气动声学设置
The Th other th components t are very similar i il t to a standard acoustic analysis with ACTRAN :
ACOUSTIC and INFINITE components FLUID material …
ACTRAN General Organization Theory ACTRAN Acoustic Simulation Theory of Aeroacoustic Simulations
This presentation introduces the computational sequence involved in an ACTRAN Aeroacoustic analysis y The different steps are described:
Syntax y in the ACTRAN input p file:
BEGIN LIGHTHILL_VOLUME id DOMAIN VolLighthill FIELD field_id END LIGHTHILL_VOLUME id Domain of application BC Block ID Field identifier, for space variation
LIGHTHILL_VOLUME LIGHTHILL_SURFACE MOHRING_VOLUME MOHRING SURFACE MOHRING_SURFACE POINT_LOAD for a Pressure Wall Fluctuation on a structure surface
Acoustics
CFD solution l ti
Aero-acoustics课程讲义
2015/4/10 Friday
4
Lighthill声类比思想的提出
Lighthill（当时在Manchcster大学数学系）创造性的提出， 把流体力学基本方程重新变换，并把脉动的气体密度作为 独立变量，准确地类比流体力学方程左端项为自由空间的
声传播波动算子，变换后的方程的右端项作为流动噪声的 声源项，这样就得到了一个典型的古典声学波动方程，可
28
波动方程的解——Kirchhoff积分
假定：
存在稳定的固体边界； Ui＝0 均匀大气声速a0 ； 忽略粘性应力τij=0。
应用Kirchhoff积分可求得Lighthill方程的解。
2015/4/10 Friday
29
解的说明
t t r / a 延迟时间：
2015/4/10 Friday
17
声类比方法的发展
Lighthill声类比理论成功地解释了喷流噪声辐射的主要
特征，并由其后的研究者成功的用于研究其他形式的 流动噪声问题，但是，Lighthill的原始理论对流动噪声 产生过程中的一些重要现象仍没有考虑到。
Phillips (1960) 指出，在复杂的流动区域，Lighthill应力
尽管流体力学的基本理论对流动区域内的压力脉动有了广 泛和深入的研究，但是声学理论关心的是远离流动区域的 压力脉动（声场），如何根据流场的参数预测得到远场的 声场数据，是气动声学理论首要解决的问题。
2015/4/10 Friday
3
气流发声问题
原则上远场声场问题可以从同一的流体力学方程 出发由解析或数值办法获得其解，然而，实际中
应力张量，这个应力张量由流动区域的湍流脉动的特征所
决定。
2015/4/10 Friday
ACTRAN空调研讨会-ACTRAN振动声学模块
11
Copyright Free Field Technologies
ACTRAN支持的单元类型
如何模拟体？
6面体网格拓扑结构（8节点与20节点）
金字塔网格拓扑结构（5节点与13节点）
12
Copyright Free Field Technologies
ACTRAN支持的单元类型
单元类型表
ACTRAN Vibro-Acoustics
功能概览
单元类型
材料库
典型结构
激励&边界
问题类型
27
Copyright Free Field Technologies
激励与边界
点声源、平面波、线声源 点载荷、分布压力载荷 位移、振动速度、振动加速度 旋转自由度
28
Copyright Free Field Technologies
39
Copyright Free Field Technologies
ACTRAN 模拟方法
ACTRAN提供两种方法模拟结构隔声性能（无限大障板结构向 自由场辐射声波）
声学有限元与无限元 瑞利面
声学有限元
瑞利面
声学无限元
40
Copyright Free Field Technologies
1 TL1 10 Log 10 Log 20分贝 1 0.01 TL2 10 Log
37
1
1
2
1 10 Log 30分贝 0.001
Copyright Free Field Technologies
隔声性能测试方法
混响室与消声室并列或上下布置
两个混响室并列布置
38
噪声分析软件Actran在列车声学设计中的应用_唐车
风扇噪声 空调管道 与实验结果比较
12
Copyright Hi-keyTechnologies
ACTRAN for NASTRAN
从白车身到添加内饰材料整车模型的声学仿真工具 应用于分阶段的研发进程 满足计算精确性要求的同时，极大地提高求解速度 与 Nastran 完全兼容，支持超单元应用 客户: Ford, Nissan, Rieter, ...
ACTRAN在列车声学设计中的应用
ACTRAN软件介绍 列车的噪声问题 ACTRAN在列车声学设计中的应用
15
Copyright Hi-keyTechnologies
列车噪声问题概述
轨道交通噪声对周围居民生产生活的影响，日趋严重。降低列车噪声已 成为当前交通运输工程中的紧迫任务之一。 列车运行噪声主要包括，轮轨噪声，机车动力装置噪声，列车振动噪声 ，等等。随着列车运行速度的不断提高，气动/湍流噪声成为新型高速 列车另一重要噪声源。 传统的列车发动机噪声A计权关系LA=30lgN+10lgP-31.4(dBA)，对于新 型高速列车不再适用，其中N为发动机转速，P为发动机马力。
非定常流场分布
压力，速度，密度，等…
ACTRAN - iCFD
根据CFD计算结果通过Lighthill 或 Mohring 声类比提取湍流噪声源 通过傅里叶变换将时域结果变换 到频域
ACTRAN - VI
计算数据后处理，声场云图及频谱显示
ACTRAN - Aero-acoustics
传播iCFD计算出的流动声源 计算声场分布以及指定位置的声学 变量
气动噪声问题概述
原始结构几何模型与噪声问题描述 ACTRAN Aero-acoustics湍流噪声分析流程与原理 CFD非定常流动模拟 CFD网格划分与Fluent建模 CFD模拟结果 CAA湍流噪声分析 ACTRAN Aero-acoustics模型 CAA网格划分与ACTRAN建模 ACTRAN-iCFD提取噪声源(Lighthill/Mohring)和导入流场(Mohring) ACTRAN Aero-acoustics频域分析结果
12
Copyright Hi-keyTechnologies
ACTRAN for NASTRAN
从白车身到添加内饰材料整车模型的声学仿真工具 应用于分阶段的研发进程 满足计算精确性要求的同时，极大地提高求解速度 与 Nastran 完全兼容，支持超单元应用 客户: Ford, Nissan, Rieter, ...
ACTRAN在列车声学设计中的应用
ACTRAN软件介绍 列车的噪声问题 ACTRAN在列车声学设计中的应用
15
Copyright Hi-keyTechnologies
列车噪声问题概述
轨道交通噪声对周围居民生产生活的影响，日趋严重。降低列车噪声已 成为当前交通运输工程中的紧迫任务之一。 列车运行噪声主要包括，轮轨噪声，机车动力装置噪声，列车振动噪声 ，等等。随着列车运行速度的不断提高，气动/湍流噪声成为新型高速 列车另一重要噪声源。 传统的列车发动机噪声A计权关系LA=30lgN+10lgP-31.4(dBA)，对于新 型高速列车不再适用，其中N为发动机转速，P为发动机马力。
非定常流场分布
压力，速度，密度，等…
ACTRAN - iCFD
根据CFD计算结果通过Lighthill 或 Mohring 声类比提取湍流噪声源 通过傅里叶变换将时域结果变换 到频域
ACTRAN - VI
计算数据后处理，声场云图及频谱显示
ACTRAN - Aero-acoustics
传播iCFD计算出的流动声源 计算声场分布以及指定位置的声学 变量
气动噪声问题概述
原始结构几何模型与噪声问题描述 ACTRAN Aero-acoustics湍流噪声分析流程与原理 CFD非定常流动模拟 CFD网格划分与Fluent建模 CFD模拟结果 CAA湍流噪声分析 ACTRAN Aero-acoustics模型 CAA网格划分与ACTRAN建模 ACTRAN-iCFD提取噪声源(Lighthill/Mohring)和导入流场(Mohring) ACTRAN Aero-acoustics频域分析结果
基于Actran的电声分析解决方案简介教程
海基科技公司业务与资质概述
• 海基科技引入Witness、Mentor Graphics、MSC、SCAI、EDEM、Simerics、CPFD、Infolytica等 先进CAE厂商的软件，提供流体、结构、电磁、声学、颗粒系统、工艺系统等多学科仿真的 综合解决方案与30余款专业的CAE软件产品，自主研发了试验数据与设计仿真管理平台，承 接工程咨询与开发项目300余项
• 分布的定常激励加载到与鼓膜连接的铜片上
扬声器
内部网格
自由场模型
案例2-手机扬声器计算结果
使用资源
▪在Windows64 台式机上使用2GB 的内 存计算速度为4秒/频率，计算频率最高 达到10kHz
4000Hz处的压力
辐射功率/激励
4000Hz处的压力分布
以专业产品助力工程研发，以真诚服务提升创新能力
电声行业典型用户
汽车行业典型用户
航空行业典型用户
材料库
• Actran 包含一个非常丰富的材料库
– 工业使用各种材料、各向同性及各向异性材料 – 粘热流体材料 – 多孔介质，Biot&Craggs模型 – 压电材料 – 复合材料
• 材料的特性和频率相关 • 可考虑材料阻尼对计算结果的影响 • 可考虑所有标准结构、声学各种激励、各种 边界条件
单元库
• Actran支持结构分析的各种单元库
– 结构实体单元 – 实体壳单元 – 薄壳单元 – 弹簧单元 – 质量单元 – 梁单元 – 加强筋单元 – 膜单元
• Actran超越一般的声学仿真软件，其声学模型可以包含结 构与流体，进行声振耦合分析。
边界条件—声学无限元
• 目标
– 定义一个无反射边界条件（自由声传播模型） – 可以对远场的声压级进行计算-> 场点谱线及其指向性曲线 – 具有模拟障板结构的能力
ACTRAN-Aero Acoustics使用问题集-2012.5.15更新
ACTRAN-Aero Acoustics-FAQQ：汽车侧窗气动噪声算例如何计算？A：第一步计算WPF（wall pressure fluctuation激励）BEGIN ICFDBEGIN CAASOURCESINPUT_FILE mOUTPUT_FILE time.nffACTRAN_FILE ele_s.datBEGIN TIME_DOMAIN0 0.1END TIME_DOMAINCOMPUTE PRESSURE_SURFACEDIMENSION 3END CAASOURCESEND ICFD这里ele_s.dat, 是actran的dat文件，只包括车窗外表面的网格。
然后进行DFT转换，输出NFF文件格式，例如pressure_window.nff。
接着将WPF激励加载在车窗，使用BC mesh的方式：BEGIN BC_MESHNFF pressure_window.nffSURFACE 10BC_FILE pressure_window.nffBC_FORMAT NFFPRESSUREEND BC_MESHQ：气动声学分析中，声学模型的网格疏密要求，对计算机配置要求？A：ACTRAN应用积分法将流场信息插值入声网格，因此计算结果对声学模型网格的疏密程度不敏感。
使用两套声学网格，致密网格（fine mesh）与稀疏网格（coarse mesh），分别应用iLA方法（提取CFD节点信息插值于相应声学网格节点）与ACTRAN 最新的积分插值法计算，结果比较如下图所示。
应用积分方法，即时使用稀疏网格，也能获得精确结果。
因此声学计算对计算机配置要求大为降低，计算机配置主要由CFD计算规模决定。
图1声学模型网格图2两种插值方法计算结果对比（V2为iLA方法，V3为ACTRAN积分插值法）Q：分析频率范围如何确定？A：根据分析频率，对CFD计算提出要求，频率范围、步长由CFD的最大时间步数量与最小时间步长决定：1）最大频率f_max由时间步长决定：dt= 1/(2 f_max)2）最小频率f_min与频率步长df由CFD采样总时间决定：f_min = df = 1/(2 t_total)Q：计算流动-振动噪声问题时，提取表面压力施加于结构表面，有的时候数据为空？1.A：It is a problem of localization of the ACTRAN surface in the 3D CFD mesh. Please add the following line in theCAA_SOURCES block of the icfd_time.dat input file :BEGIN ICFDBEGIN CAASOURCES......DIMENSION 3.......END CAASOURCESEND ICFDQ:ACTRAN-Aeroacoustics湍流噪声计算中，通过Lighthill或Mohring声泪比方法得到两类声源：Lighthill/Mohring Volume和Lighthill/Mohring Surface。
ACTRAN产品手册
限元法的四倍。
非均质流动对声传播的影响
飞机空调系统及机身气动噪声模拟
空调系统的噪声是客舱噪声的主要来源之一，这既包含空调系统的关键 部件如风机、压缩机的气动噪声，也包含离乘客最近的空气分配系统噪声， ACTRAN Aero-Acoustics可以根据CFD计算的结果获取近体噪声源，得到空调系 统的近场和远场噪声。
与其它CAE工具的耦合与集成
ACTRAN基于一个众所周知、经过充分验证 的数值技术——有限元，与其它有限元程序保持了 内在的一致性。因而容易与其它主要的CAE工具集 成和耦合。
ACTRAN具有与NASTRAN、ABAQUS、 ANSYS等有限元程序的接口，可以导入这些程序 的振动激励和模态模型。ACTRAN可以直接导入 NASTRAN的分析模型，识别材料、单元、载荷与 边界条件。
西南办事处
地址：成都市人民南路4段27号商鼎国际大厦2-1-1909室 电话：028 - 85293811 传真：028 - 85293811 邮编：610041
Http: // Http: //www.ef E-mail: info@
对于机身的气动噪声，例如增升装置、起落架等，ACTRAN同样可以精确模拟。
航天设备声疲劳分析，获得在扩散声场 作用下的应力分布
声致振动和声疲劳分析
声致振动是指航天发射过程所产生的巨大噪声引起仪器舱内的仪器振动， 进而降低仪器的精度，甚至使其失效；声疲劳指噪声所引起的交变载荷将引起 蒙皮等薄板件的疲劳破坏。ACTRAN既可以模拟声环境，同时可以模拟结构所 承受的声载荷以及结构声疲劳现象。
风噪声模拟
ACTRAN Aero-Acoustics能够精确地模拟汽车 的风噪声。汽车噪声是风噪、轮胎噪声、发动机 噪声相互作用的结果，ACTRAN允许在一个统一 的模型里综合考虑振动和气动噪声，使这一问题 迎刃而解。
非均质流动对声传播的影响
飞机空调系统及机身气动噪声模拟
空调系统的噪声是客舱噪声的主要来源之一，这既包含空调系统的关键 部件如风机、压缩机的气动噪声，也包含离乘客最近的空气分配系统噪声， ACTRAN Aero-Acoustics可以根据CFD计算的结果获取近体噪声源，得到空调系 统的近场和远场噪声。
与其它CAE工具的耦合与集成
ACTRAN基于一个众所周知、经过充分验证 的数值技术——有限元，与其它有限元程序保持了 内在的一致性。因而容易与其它主要的CAE工具集 成和耦合。
ACTRAN具有与NASTRAN、ABAQUS、 ANSYS等有限元程序的接口，可以导入这些程序 的振动激励和模态模型。ACTRAN可以直接导入 NASTRAN的分析模型，识别材料、单元、载荷与 边界条件。
西南办事处
地址：成都市人民南路4段27号商鼎国际大厦2-1-1909室 电话：028 - 85293811 传真：028 - 85293811 邮编：610041
Http: // Http: //www.ef E-mail: info@
对于机身的气动噪声，例如增升装置、起落架等，ACTRAN同样可以精确模拟。
航天设备声疲劳分析，获得在扩散声场 作用下的应力分布
声致振动和声疲劳分析
声致振动是指航天发射过程所产生的巨大噪声引起仪器舱内的仪器振动， 进而降低仪器的精度，甚至使其失效；声疲劳指噪声所引起的交变载荷将引起 蒙皮等薄板件的疲劳破坏。ACTRAN既可以模拟声环境，同时可以模拟结构所 承受的声载荷以及结构声疲劳现象。
风噪声模拟
ACTRAN Aero-Acoustics能够精确地模拟汽车 的风噪声。汽车噪声是风噪、轮胎噪声、发动机 噪声相互作用的结果，ACTRAN允许在一个统一 的模型里综合考虑振动和气动噪声，使这一问题 迎刃而解。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 使用CFD进行非定常流场计算 • 从CFD结果中提取等效声源，使用声学求解器进行声传播计算 • 该方法包括： • 声类比方法：Lighthill，Mohring声类比 • 积分方法：Curle，Lighthill，Green…
半经验模型：不依赖于非定常的流体计算。
6
Copyright Free Field Technologies
20
Copyright Free Field Technologies
主控方程
两个定义, 没有假设:
A0是声源区之外静止流体的声速 a = - 0 其中0大气密度 0 是个常数:
得到(L1):
(L1)
如果观察点不在声源区，也没有均匀流动，那么, a = 声场密度
11
Copyright Free Field Technologies
混合方法
积分方法：
Lighthill, Curle, FW-H, Farassat, ... 都基于NS方程的方法 在声场内求解关于声学的显式方程以及计算声源对胜场内任何一点的贡献率 需要Green function
局限
声源项的不准确性（声源的统计） 对声学特性的预测相当困难 数值计算的成本不容忽视（大量的涡=大量的计算）
13
Copyright Free Field Technologies
Analogy concept
声类比理论
Copyright Free Field Technologies
压力 粘性应力 (2)
经过变换，方程（2）可以写成如下的形式：
常数 Lighthill应力张量
Lighthill应力张量T如下:
(T)
19
Copyright Free Field Technologies
主控方程
定义 ’=-0 其中0是大气密度 结合(1) 和 (2):
理想气体假设:
22
Copyright Free Field Technologies
结论
Lighthill选择的波动算子只在流体静止时有效 (无均匀流时) Lighthill ：如果观察者远离声源区，而且均匀流速度为0，那么a 就是声 场变量 万一观察者在流动中 (在喷流之中)
数学上，一切正常 物理上，a 就不是声场变量
7
Copyright Free Field Technologies
CFD技术概述
DNS:直接数值模拟
求解所有尺度的分量(一直到粘性尺度). CPU资源消耗与 Re3/M4成正比 目前，DNS还难以应用于工程实际问题中 参考: /wiki/Direct_numerical_simulation
应用实例
尾缘噪声 喷流噪声 ...
24
Copyright Free Field Technologies
Lighthill’s analogy
有限元形式 vs积分方法
Copyright Free Field Technologies
Lighthill积分方法
上世纪50年代, 计算喷流噪声是个很大的挑战。 为了计算喷流噪声，需要找到半解析模型 Lighthill 从物理模型中推导得到了以下规律
声类比
由非定常的CFD计算提供流场结果 v ( x, t ); ( x, t ); p( x, t ) 基于数学和物理的概念
计算等效声源 使用声学求解器计算声传播
固壁边界 Gs
声源区域Ws
Ge
Gs
无反射边界 条件Ge
Wa
CAA计算域W (Actran/LA, FEM)
Mö hring声类比
控制方程 Actran中的Mö hring声类比
结论
2
Copyright Free Field Technologies
Introduction to AeroAcoustics
气动声学简介
Copyright Free Field Technologies
气动声学简介
RANS:雷诺平均方法
计算定常平均流场(不依赖时间和空间) 参考: /wiki/Reynolds-averaged_NavierStokes_equations
8
Copyright Free Field Technologies
直接数值电缆的作用(Aeolian tones, Strouhal 1878) 飞机起落架 风扇叶片 管道中的截面变化与障碍 乐器：长笛等 …
Copyright Free Field Technologies
气动声学简介
气动声学涉及由任何非定常流的波动引起的噪声...
成因 ：
依托于稳态CFD结果而给定湍流动能信息（ 湍动能TKE ）。 从现有的谱中得到湍流动能信息（射流噪声测量） 然后计算出相应的噪声源项 最后使用标准的方法计算声传播 （Lighthill, FWH, FEM.....）
历史
Candel及Bailly对SNGR方法做出了进一步开发 被用于射流噪声的预测
Step 1: previous slides = 波动算子+声源项 Step 2: 使用自由场的格林函数 Step 3:在整个空间进行积分 ，得到a=.... Step 4: 进一步假设，得到八次方定律
Cf. 1952 paper
Step 在文章的第一部分 Steps 2 and 3 在文章的第二部分，如后面胶片所示 Step 4 给出了喷流的尺度定律
21
Copyright Free Field Technologies
主控方程
假设
高雷诺数 低马赫数 无熵源项
得到(L2):
忽略粘性项 熵变 为0 如果观察点不在声源区,声场变量简化为大气密度的声场波动 : a = - 0 最终得到:
(L2)
NB:在声源区, a同时包含声源信息
万一观察者在声源区
数学上，一切正常 物理上，a 就不是声场变量
在Actran/LA也是一样
23
Copyright Free Field Technologies
剪切层
在Lighthill的推导中，没有特别强调剪切流 实际上，剪切流可以看做声源
数学上，是正常的 物理上,剪切层的折射被模化成为声源，而不是传播效应 剪切层可以被看做静止介质中的涡街 (= divT声源）
计算气动声学
CAA的主要挑战在于CFD
CFD求解Navier-Stokes方程 最小湍流尺度的刻划公式 lv L Re
3 4
实际计算中，空间分辨率远远大于最小湍流尺度 x lv
湍流模型刻划了那些没有分辨出尺度的湍流对大涡的影响
由于计算资源的限制，空间和时间分辨率有限
10
Copyright Free Field Technologies
混合方法
假设：
声源与流动中的湍流有关 声场不会改变流场
两个计算步骤：
步骤 1：计算非定常流动（URANS、LES或DES） 步骤 2：从CFD结果中提取声源并计算声传播
挑战：
找到“好的”波动算子 找到好的“声源”项 从CFD网格中准确提取声源并导入声学网格
BEM：来自积分的方法。 FEM: 见后 LEE：线性欧拉方程：
在施加无反射边界条件，导纳以及声源时十分复杂
12
Copyright Free Field Technologies
半经验方法
SNGR: 随机噪声的产生于辐射（Stochastic Noise Generation and Radiation）
26
Copyright Free Field Technologies
Lighthill积分方法
从(L1); 不做任何假设，可以得到
(L1)
如果不在声源区，也没有均匀流动, a 就是声场变量
声源问题的Green函数:
27
Copyright Free Field Technologies
LES:大涡模拟
计算大涡结构，大涡结构包含大部分的能量 模化小涡对大涡的作用 参考: /wiki/Large_eddy_simulation
DES:脱体涡模拟
避免壁面附近的网格过密 参考: /wiki/Detached_eddy_simulation
Actran
气动声学理论
欢迎加入ACTRAN QQ群：81289983
Copyright Free Field Technologies
主要内容
气动声学简介
定义：气动声学和计算气动声学CAA CFD技术 面临的挑战 历史及可行方法
Lighthill声类比
控制方程 有限元计算方法与积分方法 Actran中的Lighthill声类比
非定常层流 湍流 燃烧
问题分解
流动（湍流） 声学
流动
噪声
忽略噪声对流动的影响 5
Copyright Free Field Technologies
计算气动声学
CAA：计算气动声学 解决CAA问题的几种策略：
直接计算：由CFD软件直接计算气动声学问题。 混合方法：将湍流（噪声源）与声传播分开进行计算
定义：由气流运动产生的噪声。（气动噪声）
气动声学是研究流体自身以及流体与固体边界相互作用发声机理的一门学科。 “Aeroacoustics is concerned with sound generated by aerodynamic forces or motions originating in a flow rather than by the externally applied forces or motions of classical acoustics. Thus, the sounds generated by vibrating violin strings and loudspeakers fall into the category of classical acoustics, whereas sounds generated by the unsteady aerodynamic forces on propellers or by turbulent flows fall into the domain of aeroacoustics." ( M.E. Goldstein, Aeroacoustics, Mc Graw Hill, 1976. )
半经验模型：不依赖于非定常的流体计算。
6
Copyright Free Field Technologies
20
Copyright Free Field Technologies
主控方程
两个定义, 没有假设:
A0是声源区之外静止流体的声速 a = - 0 其中0大气密度 0 是个常数:
得到(L1):
(L1)
如果观察点不在声源区，也没有均匀流动，那么, a = 声场密度
11
Copyright Free Field Technologies
混合方法
积分方法：
Lighthill, Curle, FW-H, Farassat, ... 都基于NS方程的方法 在声场内求解关于声学的显式方程以及计算声源对胜场内任何一点的贡献率 需要Green function
局限
声源项的不准确性（声源的统计） 对声学特性的预测相当困难 数值计算的成本不容忽视（大量的涡=大量的计算）
13
Copyright Free Field Technologies
Analogy concept
声类比理论
Copyright Free Field Technologies
压力 粘性应力 (2)
经过变换，方程（2）可以写成如下的形式：
常数 Lighthill应力张量
Lighthill应力张量T如下:
(T)
19
Copyright Free Field Technologies
主控方程
定义 ’=-0 其中0是大气密度 结合(1) 和 (2):
理想气体假设:
22
Copyright Free Field Technologies
结论
Lighthill选择的波动算子只在流体静止时有效 (无均匀流时) Lighthill ：如果观察者远离声源区，而且均匀流速度为0，那么a 就是声 场变量 万一观察者在流动中 (在喷流之中)
数学上，一切正常 物理上，a 就不是声场变量
7
Copyright Free Field Technologies
CFD技术概述
DNS:直接数值模拟
求解所有尺度的分量(一直到粘性尺度). CPU资源消耗与 Re3/M4成正比 目前，DNS还难以应用于工程实际问题中 参考: /wiki/Direct_numerical_simulation
应用实例
尾缘噪声 喷流噪声 ...
24
Copyright Free Field Technologies
Lighthill’s analogy
有限元形式 vs积分方法
Copyright Free Field Technologies
Lighthill积分方法
上世纪50年代, 计算喷流噪声是个很大的挑战。 为了计算喷流噪声，需要找到半解析模型 Lighthill 从物理模型中推导得到了以下规律
声类比
由非定常的CFD计算提供流场结果 v ( x, t ); ( x, t ); p( x, t ) 基于数学和物理的概念
计算等效声源 使用声学求解器计算声传播
固壁边界 Gs
声源区域Ws
Ge
Gs
无反射边界 条件Ge
Wa
CAA计算域W (Actran/LA, FEM)
Mö hring声类比
控制方程 Actran中的Mö hring声类比
结论
2
Copyright Free Field Technologies
Introduction to AeroAcoustics
气动声学简介
Copyright Free Field Technologies
气动声学简介
RANS:雷诺平均方法
计算定常平均流场(不依赖时间和空间) 参考: /wiki/Reynolds-averaged_NavierStokes_equations
8
Copyright Free Field Technologies
直接数值电缆的作用(Aeolian tones, Strouhal 1878) 飞机起落架 风扇叶片 管道中的截面变化与障碍 乐器：长笛等 …
Copyright Free Field Technologies
气动声学简介
气动声学涉及由任何非定常流的波动引起的噪声...
成因 ：
依托于稳态CFD结果而给定湍流动能信息（ 湍动能TKE ）。 从现有的谱中得到湍流动能信息（射流噪声测量） 然后计算出相应的噪声源项 最后使用标准的方法计算声传播 （Lighthill, FWH, FEM.....）
历史
Candel及Bailly对SNGR方法做出了进一步开发 被用于射流噪声的预测
Step 1: previous slides = 波动算子+声源项 Step 2: 使用自由场的格林函数 Step 3:在整个空间进行积分 ，得到a=.... Step 4: 进一步假设，得到八次方定律
Cf. 1952 paper
Step 在文章的第一部分 Steps 2 and 3 在文章的第二部分，如后面胶片所示 Step 4 给出了喷流的尺度定律
21
Copyright Free Field Technologies
主控方程
假设
高雷诺数 低马赫数 无熵源项
得到(L2):
忽略粘性项 熵变 为0 如果观察点不在声源区,声场变量简化为大气密度的声场波动 : a = - 0 最终得到:
(L2)
NB:在声源区, a同时包含声源信息
万一观察者在声源区
数学上，一切正常 物理上，a 就不是声场变量
在Actran/LA也是一样
23
Copyright Free Field Technologies
剪切层
在Lighthill的推导中，没有特别强调剪切流 实际上，剪切流可以看做声源
数学上，是正常的 物理上,剪切层的折射被模化成为声源，而不是传播效应 剪切层可以被看做静止介质中的涡街 (= divT声源）
计算气动声学
CAA的主要挑战在于CFD
CFD求解Navier-Stokes方程 最小湍流尺度的刻划公式 lv L Re
3 4
实际计算中，空间分辨率远远大于最小湍流尺度 x lv
湍流模型刻划了那些没有分辨出尺度的湍流对大涡的影响
由于计算资源的限制，空间和时间分辨率有限
10
Copyright Free Field Technologies
混合方法
假设：
声源与流动中的湍流有关 声场不会改变流场
两个计算步骤：
步骤 1：计算非定常流动（URANS、LES或DES） 步骤 2：从CFD结果中提取声源并计算声传播
挑战：
找到“好的”波动算子 找到好的“声源”项 从CFD网格中准确提取声源并导入声学网格
BEM：来自积分的方法。 FEM: 见后 LEE：线性欧拉方程：
在施加无反射边界条件，导纳以及声源时十分复杂
12
Copyright Free Field Technologies
半经验方法
SNGR: 随机噪声的产生于辐射（Stochastic Noise Generation and Radiation）
26
Copyright Free Field Technologies
Lighthill积分方法
从(L1); 不做任何假设，可以得到
(L1)
如果不在声源区，也没有均匀流动, a 就是声场变量
声源问题的Green函数:
27
Copyright Free Field Technologies
LES:大涡模拟
计算大涡结构，大涡结构包含大部分的能量 模化小涡对大涡的作用 参考: /wiki/Large_eddy_simulation
DES:脱体涡模拟
避免壁面附近的网格过密 参考: /wiki/Detached_eddy_simulation
Actran
气动声学理论
欢迎加入ACTRAN QQ群：81289983
Copyright Free Field Technologies
主要内容
气动声学简介
定义：气动声学和计算气动声学CAA CFD技术 面临的挑战 历史及可行方法
Lighthill声类比
控制方程 有限元计算方法与积分方法 Actran中的Lighthill声类比
非定常层流 湍流 燃烧
问题分解
流动（湍流） 声学
流动
噪声
忽略噪声对流动的影响 5
Copyright Free Field Technologies
计算气动声学
CAA：计算气动声学 解决CAA问题的几种策略：
直接计算：由CFD软件直接计算气动声学问题。 混合方法：将湍流（噪声源）与声传播分开进行计算
定义：由气流运动产生的噪声。（气动噪声）
气动声学是研究流体自身以及流体与固体边界相互作用发声机理的一门学科。 “Aeroacoustics is concerned with sound generated by aerodynamic forces or motions originating in a flow rather than by the externally applied forces or motions of classical acoustics. Thus, the sounds generated by vibrating violin strings and loudspeakers fall into the category of classical acoustics, whereas sounds generated by the unsteady aerodynamic forces on propellers or by turbulent flows fall into the domain of aeroacoustics." ( M.E. Goldstein, Aeroacoustics, Mc Graw Hill, 1976. )