计算气动声学CAA若干学习经验

计算气动声学CAA若干学习经验
计计计计算气声学 CAA 若干学计计计
在论论上看到越越多的人也在做论相论的论西～论有得遇同道中人的喜论。

本人在论士论来气声学悦
段就论始接一些论相论的论西～工作后主要的究容就更论一了,航空。

工作一触气声学研内声学
年后～通论各论七八糟的论论程～论论算论有了更多的理解。

受版主水若无痕的影论乱学气声学响
;他是我的同,～因此打算在此论算论论论;学写个与气声学CAA,相论的论西～和大家交流交流。

论论论论的论注始于上世论的气声学50年代～原因就是论论论式航空论论机的论流论在是太人当噪声吓
了。

于是～牛逼的特希论;莱Lighthill,坐在火论上～在一信封上一论～就把个写N-S方程论改写个声学个与成了波论方程的形式。

方程的左论是一论典的波论方程～而右论论是一主要湍流相论的源论～被后人论特希论论力论量。

论就是所论的特希论方程了～论的论山之作。

论论希称莱莱气声学莱
论方程的源论四子源～也就是湍流源～主要适用于高速、湍流论主要源的情声极声噪声噪声况～如高速论流。

方程的源论未知～需要采用声CFD或者论论论取。

来
再后～柯论;来Curler,同志论特希论方程论一步论展～得出了考论了固壁影的柯论方程。

柯论莱响
方程主要适用于低速情下的固壁论流论算～如低速的论柱论流、机翼论流等。

此论～论论况噪声气噪
声极声声声体源主要论偶子源～源的强度论源表面论流的作用力。

论论作用力不论是论力～论包括表面论量流量。

然～论于固壁论～法向速度论零～也就有论量流量了～因此采用固壁表面当来没
作论源面论～只需要壁面的论力论论可。

而在采用通流面作论论分面论～论需要考论论量流量了声脉即～论在后面有介论。

会
福茨威廉斯金斯;与霍Ffcows Williams & Hawkings,位在特希论方程的基论上～论展出两莱
FW-H方程。

FW-H方程的论展主要是论论论壁面的论情。

论里论的论壁面指的是在流中运声况运来
的论～也就是论壁面具有加速度～如螺旋论。

运FW-H方程包含了所有的源～论子、偶噪声极极极声声减异很来子和四子。

论三论源的论效率论～指向性差大。

一般论～FW-H方程能论描述所有的论论论～只不论需要根据论算论论的具情～定论源论主～论论论气噪声你你体况来确哪噪声哪噪声源可以忽略。

论在主流的论论论论算论件基本上都用的是气声学FW-H方程。

上面大介论了一下论理论方面的论西。

具的方程形式论论～推论困论～我是不论的。

概气声学你体会不论便本相论的论都有论方面的介论～大家可以好好看看。

论三方程有一致的假论～就是随找个个
声与响个两个声声论流论不存在相互影。

论三方程的主要作用有,一是告论了我论源的论机理～以及论由流论去求源～二是方程的论分解可以用解一些论论的论论论论论～后怎参数声参数来决气声学
面提及。

会
有了论些方程后～我论就论论想着去论算论了。

一完整的论论算论论包括以下三论部气噪声个气噪声个
分,源论算、论播论算和论射论算。

如下面论论论片所示。

声声声
1 声源论算
如果能看到上述的三方程～那论论论方程右论的源论主要是由流论中的成的～比你个你会参数构
如雷论论力、粘性论力、论力、论量流量、论量流量等等。

论然～论些的论取论需要参数靠CFD论算了～论也就是所论的源论算了。

因此～准的声确CFD流论论算是CAA论算的基论。

一般论～来声源的论算需要采用高论的湍流模型～如LES、DES～论行非论论论算论论。

然～来当URANS模型也可～不论论算出的论果往往只有主要特征的影～得不到论论方面的论西。

需要论充的是～论论论来响算～也能在一定的程度上得到源分布～论论牛逼的算法叫机论生论播;声随噪声与Stochastic Noise Generation and Radiation, SNGR,～是根据湍论能的率分布论论源的。

德论它概来噪声国人在论方面做的比论多～FLUENT里面所论的论论源法采用的也是论论理论。

噪声
2 声论播论算
论论的论论性不同～论播论算的重要性也就不同。

论于一些论论论论～论播论算不是必要的。

比如声声并
论低速论柱论流。

不需要考论论播论算的主要原因是论和流论论论播的影可以忽略。

因噪声声构声响
此～论于论论论论的情～直接利用况CFD的论算论果～论FW-H方程求论分解～就可以得到论柱论流的论射了。

噪声FLUENT里面的模论就是论论干的。

声学论里论一下FW-H方程论分法。

论分法的思想是比论论论的～论论上是一论解析方法～然求起它当来
就不一定论论了。

以论柱论流论算论例～我论把论柱表面分成一的微元～每微元做噪声划个个个当
一偶子源～源的强度就是论论力大小～然后论每一偶子求解波论方程～得到其在个极声声脉极
声声个极声声决接受点论的论射论～再把每偶子所论生的论相加～就得到了论论～论论就解了。

不论论分法里面一重要的是延论论论。

所论延论论论指的是～源论生的波论到接收点需要一个很参数声声声
定的论论。

源位置不同～延论论论也就不同～因此在论程论算中是一比论麻论的论西。

声个
而论于论论的论论～那论论播的论算论是必论的了。

论例子～一是管流论论。

波论生后～声几个内噪声声
在管道的论播受到管道论的影～必论以某论模论论播。

论论候～想用内构响声来你FLUENT来论算噪声个噪声气那是行不通的。

第二例子～航空论论机的论扇的论算。

航空论论机短论在论段一般都安了消用的论～也就是论论界件直接论论播有影～所以也必论论行论播论算。

第三装声声条声响声个
例子～航空论论机论流论算。

论论机噪声很温尾流中存在强烈的剪切论～有着多大的速度梯度和度梯度～影到的论播～因此必论论行论播论算。

论得论～论和流论论论的论播有论不可忽将响声声来当构声
略的影～就得做论播论算了。

响你声
3 声论射论算
声声当你很你声很论射论算的目的在于求取论论的论。

然～如果的论算机牛逼～的论播论算算法也牛逼～那论可以直接你来声你建立论大的论算域～直接采用论播论算求取论论的论。

否论的论～就得用上面论论的FW-H方程论分法求了。

来来个没目前论～论论度不大～论算法什论要求～方程也比论好求解～花点论论基本上也能论论出。

或者直接用来,,,,,,论有的也可以～因此不多论了。

好了～通论上面的介论～我论知道～一论论的论度主要就在于是个声否要考论论播论算了。

论什论
不能用论论的CFD算法直接论算论播来声呢两个,主要的原因有,一是CFD的控制方程～N-S方程也好～Euler方程也好～都是非论性的～而论相论于流论论力是一非声个很常小的量～在论算论程论快就被忽略会声号个声来掉～二是论信是一非常小的量～论论的低论格式论论论具有论大的很耗散性将声号论致论信迅速被耗散掉。

因此～论CAA来真声论～正有技论含量的工作都集中在论播论算论一论。

接下论论论论论论和论论论论分论介论一些我做的论算。

来将
1 论论论论
由上面的介论我论知道～论论论论只需要采用FW-H方程的论分解～就可以解。

论论一些论论的工程决
论论已论足论了。

论于论论论论～论算的重点有,一是两个CFD流论的论算～必论算论了算准了你才行～二是源面的论取了。

声个你前一论论在于论CFD的理解和掌握程度了～论里主要论一下第二论论个。

声两体声虚声源面的论取有论方法～一是直接论取固壁面作论源面～二论是论取论的通流面作论源面～所论的论分面。

论分面就是采用通流面～论论着即FLUENT里面的interior论界件～源条将声区来当体体域论包起。

采用论分面的原因是论了论化论算中的论分论论。

我论知道～论于固论界不是主要源的情～如论流～主要由湍流论生～而湍流的分布论是空论分布了。

如果我论噪声况噪声噪声
采用论分法求解湍流源的论射～那论就必论采用论分了～论论致论算量的论来噪声声体将增。

而采用论分面～论可论分论论论面论分～而大大小论算量。

将体从减
论分面的论取方法有多论～用的比论多的主要由基论霍夫;Kirchhoff Method,法和可通流面FW-H方程;Porous Surface FW-H Equation,。

FLUENT当当中的论分面法采用的论是后一论
;不定～里面介论的不多,。

论分面的论取比论麻论。

一比论重要的注确个当意事论是,论避免尾流或者论直接穿论论分面～论致信的论声号响染。

此外～论分面的位置不同～论论算论果有一定的影。

下面的一例子是利用个FLUENT～采用固壁面和论分面论方法论算二论论柱论流。

论柱两来噪声
直径50mm～流论来数赫0.12～采用的湍流模型论SST。

网框两格如下论所示～其中论色论就是个论分面了～论论IS100和IS200。

而论色的面就是论分面的封论面～由于有尾流和论穿论～其信声号你它来研它响是被论染的～论算论不能取用～但可以用论比一下～究的影。

论算的论程是比论论论的。

好画网当格之后～首先做论论论算～然后在论论论算的基论上论始非论论论算。

非论论论算到一论论论定的论后～论论模论～论定源面～论出源达个状启气声学声声个文件。

论里有一论比论重要的论论。

采用当你interior作论源面的论候～必论流声将个内域论成多论算域～其中论分面论成一个另个你两个域～论分面外论成一域～如此才能论取域之论的interior面作论源面～论取相声并论的源论算声声数声声号域。

源据论出后～指定接收点～然后使用论分法论算信～论算就完成了。

我的论算论果如下论所示。

论比壁面和论分面的论算论果～低论基本一致～而在高论～由于论分面法考论了区区尾流中湍流的影～因此相差论大。

响噪声极噪声即两声但是由于主要源是偶子源～低论段～因此论方法在论论论相差不大。

而的指向性论论如第二论论中并噪声个极声紫色曲论所示～像一猪腰子～论就是偶子源的指向特性～论明低速论柱论流主要的源是偶子源。

噪声极噪声
好了～论于一论论的论论～上面的方法基本能论论个足工程上的需要了。

论论～论于论论论论～重点在于你的CFD论算论果～以及源面的论取了。

接下介论论论论论。

声来
2 论论论论
CAA真声声两另正有论度的在于论论论论的论播论一论。

论播的论算有论方法～一论是论域法～一论是论域法。

论域法是论算声学最常用的方法～如sysnoise、ACTRAN等论采用有它声学限元的方法来来声真它求解论域上的波论方程～论论论播的论算。

而论域法论是正有技论含量的工作了～论需要好的算法和高论格式。

论论方法理论上论是等效的～两当况但是在论论情中论是论论有所偏重的。

当声响构论论播论生影的主要因素是论论论界论～论论候采用论域法是比论适宜的。

论主要是因论论域法论论界件的论理比论方便。

比如论～论论或者有消条与声声况条材料的情～采用论域法论论论界件需要一个来来即论论的方程描述～而论于论域法论～只需要论定阻抗可。

当声响论论播论生影论的主要因素是流论论～论论候采用论域法是比论合适的～论域法往往都无能论力。

比如论论论机尾流～存在着强烈的剪切论论。

下面的介论论论论论域法论与域法分论展论2.1 论域法
论于比论喜论论有论件的同志论论～有论件可以作论论来两个域法求解的工具, ACTRAN和LMS VirtualLab。

论论件采用的都是论两个域法～论程大致相同,首先由CFD论算论果论论出源声参数～得到源的论声声参数域分布～然后论源做DFT论论
～得到源的论声声学域分布～最后采用论算的方法求取源作用下的论。

论件有着大的差。

来声声两个很异ACTRAN的源取的是源声体声～
VL取的是面源～声ACTRAN采用有声学声声学插限元论算近论论分布～在采用
无限元论论论论～求取论射～而噪声VL论是直接采用论界元法求取论分布。

来声
客论的论～ACTRAN在论论论气声学方面的论算能力要论于VL。

下面论出的是我采用ACTRAN论算的一分个气噪声支管论论论论果。

首先～做非论论CFD论算～论果如下所示,
接下～根据来Lighthill方程～做源论论～得到源的论声声域分布
论源做声DFT论论～得到源的论声域分布,
最后采用有声学内声限元法～求管论分布
由管论分布可以看出～论论方法能论得出管论播的高论模论。

指定接受点～内声内声声
取各论率下的论论～论可得到论的论论个声声曲论了。

论就是采用ACTRAN做管论论论的完内气噪声全论程了。

答案论不论不好论～但是论程肯定是完整的～呵呵。

然～当ACTRAN同论可以用做来声学自由论的论论～下论是我用ACTRAN做的一论流论算论果～用的是个噪声ACTRAN自论的CFD论果和网格文件。

2.2 论域法
论域法的论度可想而知～反正我是本没事去论水了。

所以论方面的论西我只能做些基论的介论了。

各位同仁如果想玩玩论的论～就得多个气花点力了。

前面论论～论论的CFD方法不能论用在论播论算的主要原因是声离控制方程和散格式不论力～因此～要想做论播的论声域论算～就必论需要新的控制方程和高论格式了。

在论播论算中用的比论多的声欧控制方程主要有论性拉方程;Linearlised Euler
Equatuon～LEE,和论论方程;声Acoustic Perturbation Equation～APE,。

LEE 方程是论欧它将参数与脉两拉方程论行论论得出的。

流论分成平均量论量部分～代入到欧脉拉方程中～略掉高论小量后～就得到了论量的控制方程。

所论论性～指的就是论量的脉数脉网随偏微分论前的系不包含论量本身。

在上便搜一下LEE～你就能得到LEE方程的推论论程。

在LEE方程中～论量脉数前面的系都是平均量的函数脉响声～因此～方程就包含了流论论论量论播的影～也就是论反映了流论论论播的影。

响
同论的～APE方程论是论N-S方程论行论性化后得出的～也有多很献参文可考
～不再多论。

有了控制方程～接下要考论的就是论去解论些方程了。

而方程的解法论多了来怎很
如有限差分法、有限体断很献论法、论迦论金法等等。

每论算法都有多文可论～论里就不多论了～一论是论不论确怎来会明白～二论是那玩意论起也不是一就能完事的。

解了决来决离控制方程的论论后～接下的就需要解高论散格式;四论及以上,的论论了。

而高论离散格式论更多了～如高论Rungr-Kutta格式～Adams-Bashforth格式～DRP格式～ENO格式～等等。

我的理解～离数散格式的基论基本上都是泰勒论～只不论采用的论的论不同～同论论算论取的论点不同而数数数离献已。

散格式相论的文也是多如牛毛。

算法的那些人便改改就能论搞随来另当弄出论格式～至于论不论用论论论了。

受水平限制～论高论格式论玩意我是论不出多少论西了～所以同论不多论了～大家论论感论趣的格式可以多看文献。

而在论算中一重要的声学当另个条来事情就是论算的论界件了。

通常论～我论比论论心噪声响噪声噪声论论境的影～也就是论染。

因此～求论论的论射往往是主要目的之一。

在需要考论论播论算的情下～我论的论算声况很声域不可能取的大～最论论是需要取论播论算域的论界作论源面～然后采用论分法求论论的论射。

此论～我论必论考论论算声来声
域论界引起的论反射～壁面反射波论信的论声声号染。

此论我论就需要引入无反射论界条条条件。

而能论论论无反射件的论界主要有特征论界
件;Characteristic boundary
conditions,、吸收论;absorbing layers,、完全匹配论;Perfectly Matched Layers,等多论～具的情论需要论论体概况献文了。

下面论论论片论出了论是一论论机个声尾流论中论播的论域论算论果了。

由论中可以看出～由于剪切论的存在～的论播方向论生了声偏论。

论于不想论程的同志论～来ACTRAN论件的DGM模论是一不论的论论。

论模论是你个个
采用论断迦论金法DGM来求解LEE。

下面一论片论出了采用个ACTRAN的DGM模论求解论论机来声尾流中论播的模型论定和论算论果。

需要论明的是～ACTRAN的论用版论件里面有没DGM论模论～而个没哪破解版～貌似论在论有。

要是位大哥手上有的论～论得多和我交流一下,,
好了～论于CAA～本人所的也就论些了。

多论得不论的懂很来地方～大家指出～多交流交流。

论的论～求解一论论论～需要以下步论,来个气噪声你几个1,分析论论的源特性～看看论源是主要的～而论论是可以忽略的～噪声哪噪声哪
2,分析论和流论是构会声否论的论播论生影论～响
3,如果是论个答论论论～那好论～FLUENT可以定。

根据主要的源情帮你搞你噪声
况来确你声极况噪声～定的源面。

偶子情下～固壁面或论分面都行。

而湍流和旋论机械的情下～就只能用论分面做源面了。

况你声
4,如果是论论论论～看看论论播的影因个声响构素是什论。

论的论～有ACTRAN 能论帮帮你你两条个来掏个。

而流论的论～就只有路了～要论自己弄程序出～要论论去论ACTRAN的DGM模论了。