设置 Lighthill 波模拟

使用 Lighthill 波模型分析噪声传播时，需要在三维流域内对不可压缩流体进行非稳态比例缩放解析模拟。

除了对比例缩放解析模拟的要求外，为了保持声学预测的精度，建议在生成网格时应用每波长划分的点数 (PPW) 准则。

PPW 定义如下：

P P W = c / f Δ x
(273)

其中， c 为声速， f 为要解析的波的频率。

对于使用 Lighthill 波模型的模拟，建议 PPW ≥15。

因此，将网格单元尺寸限制如下：

Δ x ≤ c / f 15
(274)
注建议使用 Simcenter STAR-CCM+ 双精度版本运行 Lighthill 波模拟。
要使用 Lighthill 波模型设置气动声学模拟：
  1. 创建物理连续体并将它分配至流区域。
  2. 对于物理连续体，停用自动选择推荐模型，然后按顺序选择以下模型：
    组合框 模型
    空格 三维
    时间 隐式非稳态
    材料 除固体或多组分固体外的任何模型
    流体 任何
    状态方程 恒密度
    粘滞态 湍流
    湍流 分离涡模拟或大漩涡模拟

    有关更多信息，请参见比例解析模拟。
    可选模型 气动声学
    气动声学模型 Lighthill 波
  3. 设置流区域的边界。
    Lighthill 波模型支持以下边界类型：壁面、对称平面、入口、出口和周期。

    请参见 Lighthill 波模型参考 - 边界设置。

  4. 对于流域中的多孔挡板交界面，指定噪声波是从交界面反射还是穿过该交界面。
    请参见 Lighthill 波模型参考 - 交界面设置。
  5. 设置声波求解器：
    • 使用隐式时间法并执行次数足够多的内部迭代，以确保收敛。
    • 对于时间步长 Δ t ，要解析 Lighthill 波模拟中的波幅值，建议每个周期的时间步数 ≥15。

      因此，将时间步长限制如下：

      Δ t ≤ 1 / f 15
      (275)
    • 要减少虚假噪声，选择纽马克 α 参数节点，然后将该值设为略低于默认值 -0.05。允许的范围为 − 1 / 3 ≤ α ≤ 0 。对于具有旋转几何的模拟，建议将值设为 -1/3。

      请参见 Lighthill 波模型参考 - 声波求解器属性。

  6. 设置必要的停止准则、衍生部件和报告。
    为相关区域中的声学压力监控创建探针。Simcenter STAR-CCM+ 提供傅立叶变换等内置数据集函数，以供对声学数据进行信号处理。有关更多信息，请参见使用数据集函数。
  7. 运行模拟以获得流区域中的 Lighthill 声压值。