STAR-CCM+气动噪声的分析与案例演示.pdf

发布时间：2022-06-16 发布人：admin 分类：说明书资料大小：7.39M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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STAR-CCM+气动噪声的应用及案例演示宋述军 shujun.song@cd-adapco.com CD-adapco China 2015年1月14日

内容概要 • 气动声学基本知识 • 气动噪声模拟的必要性与方法 • STAR-CCM+气动噪声功能 • 宽频噪音模型 • FWH模型 • 直接模拟 • STAR-CCM+气动噪声应用案例 • STAR-CCM+案例演示

什么是气动噪声？ • 声音是由空气分子的波动产生，并通过空气分子的压缩与膨胀的脉冲传播的。 – Sound is generated by the vibration of the air molecules and propagate due to the compression and rarefaction impulses. • 气动噪声是在非定常流体下研究噪声源的产生和声音的传播  单极子声源  偶极子声源  四极子声源 3

声学基本知识 • 声音在基于特征速度而不同的介质中以不同的速率进行传播 – 声速在固体中的传播速度比流体中大，而声速在气体中的传播速度比任何流体都慢的多 • 声音是由分子运动而产生的，没有分子运动就没有声音的产生和传播 – 声音不能在真空中传播声音传播气流方向声源 • 上图所示，声波由于涡流与空腔后壁相互作用而产生的，同时空腔中较强的流场不稳定性也伴随着声共振

声学基本知识 • 噪声是指不想要的或破坏性的声音 • 人类的听力范围从0dB开始 • 长期处于70dB是非常危险的，能造成永久性的听力损伤表格是关于声压级，声压，和声音的强度实例声压级dB 声压Pa 声强watts/m2 飞行器喷射, 50米处刺耳的下限不舒服的下线电锯，1米处的士高舞厅喇叭1米处柴油卡车10米处繁忙的马路边5米处真空吸尘器1米处正常的对话1米处房间平均安静的图书馆夜晚安静的卧室电视工作室后台树叶发出的沙沙声听力下线 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 200 63.2 20 6.3 2 0.63 0.2 0.063 0.02 0.0063 0.002 0.00063 0.0002 100 10 1 0.1 0.01 0.001 1E-04 1E-05 1E-06 1E-07 1E-08 1E-09 1E-10 0.000063 1e-11 0.00002 1e-12 是压力波动的均方根是参考声压（听觉下线） From: www.sengpielaudio.com/TableOfSoundPressureLevels.htm 5 refrmsPPdBSPL10log20)(()10logAPrefAPCdBprmsPPaPref5100.2

工业应用航空航天 • 高升力装置 • 起落架 • • 喷气和涡轮噪声 ECS 建筑环境 • HVAC混合箱风管 • 风扇噪声船舶 • 螺旋桨噪声 • 气穴 • 船体/螺旋桨/船舵发电设备 • 管/风道/空腔共振 • 压缩机/涡轮机/燃烧室汽车 • 后视镜 • 遮阳板噪声 • HVAC系统 • 涡轮增压器 • 冷却风扇 • 内部传动 • 噪声传动损失电子冷却 • 风扇噪声 • 空调

气动噪声分析技术 • 气动噪声是在非定常流体下研究噪声源的产生和声音的传播 • 三个主要的技术: – 直接求解（非定常） • 使用LES或DES非定常可压缩的方法直接求解湍流的宽频和窄频噪声源。 • 无反射边界 • 通过频谱分析来识别气流特性和噪声源 – 宽频带（稳态） • 在稳态（RANS)仿真中重建波动 • 用于评估噪声源位置和近似的dB值 – 远场传播（旋转机械使用定常或非定常） • 噪声类比的应用（例如： Ffowcs Williams-Hawkins 模型） • 远处噪声源对驾驶室内部的噪声传播 • STAR-CCM+ 具有解决这三种计算的能力

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