采用大渦模擬結(jié)合Ffowcs Williams-Hawkings（FW-H）方程聲類比的方法,研究了方柱繞流噪聲特性,將基準模型數(shù)值計算結(jié)果與前人試驗結(jié)果進行對比,并分析方柱繞流噪聲輻射特性以及流速和流向?qū)β晥龅挠绊懸?guī)律。研究表明:基準模型數(shù)值計算結(jié)果與試驗值較為一致,說明了文中計算方法的適用性;在約110°和250°的圓周方向上的存在偶極子噪聲模態(tài),且隨著距離的增大,噪聲輻射聲壓級逐漸減小,噪聲指向性變得逐漸不明顯;隨著流速的增大,渦脫落頻率逐漸增大,且渦脫落頻率處的聲壓級也隨之增大,輻射噪聲聲壓級在頻域上呈增大趨勢;流向的改變使得方柱繞流輻射噪聲的聲場指向性變得復雜。 

【文章來源】：西北工業(yè)大學學報. 2020,38(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

方柱繞流模型計算域示意圖

利用ANSYS Workbench 15.0對模型進行網(wǎng)格劃分,為避免產(chǎn)生較大的數(shù)值擴散,同時也使得網(wǎng)格具有較高的精度:①能夠捕捉到相關(guān)的湍流長度尺寸;②使得數(shù)值誤差小于亞格子尺度湍流黏度,整個模型劃分采用六面體網(wǎng)格,其沿方柱展向二分之一截面如圖2所示。在方柱體上設(shè)置邊界層并進行局部加密,同時在方柱體所在流向和法向方向上的網(wǎng)格也進行適當加密處理,以提高計算精度�；鶞誓Ｐ驼w網(wǎng)格數(shù)量約為36萬。2.3 求解設(shè)置

根據(jù)文獻[7]的描述,方柱繞流噪聲試驗完成于德國埃朗根-紐倫堡大學的氣動聲學風洞。試驗共分3組,分別包括不同尺寸的方柱模型以及風洞測試速度。本文選擇對比第二組試驗(D=1.5 cm,L=9 cm,風洞測試速度為10 m/s),以此作為基準模型。試驗測量時聲學采樣采用B&K 4189傳聲器,位于噴嘴外部正對方柱中心且距其0.5 m處。為使得方柱繞流噪聲測量結(jié)果不受風洞本身噪聲特性影響,分別對風洞中有無方柱時的噪聲進行測量,其與本文數(shù)值結(jié)果的對比如圖3所示。由圖可見,風洞試驗測量的方柱渦脫落頻率為71.5 Hz,而本文計算結(jié)果為73.2 Hz,相對誤差為2.4%,且兩者在渦脫落頻率處的聲壓級也較為接近,本文數(shù)值計算結(jié)果與試驗結(jié)果較為吻合,驗證了本文數(shù)值方法的有效性。在頻率較低時,如當f<30 Hz時,試驗測量與仿真結(jié)果存在較大的差異,原因在于風洞試驗測量結(jié)果掩蓋了方柱繞流噪聲的真實特性。3.2 聲場指向性

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于POD方法的二維方柱低雷諾數(shù)繞流流場分析研究[J]. 王掩剛,陳俊旭,先松川.  西北工業(yè)大學學報. 2014(04)



本文編號：3035711