宽带模型:圆柱体噪声(准备)

本教程演示如何在 Simcenter STAR-CCM+ 中设置气动声学问题。在模拟中使用了圆柱体周围的流体以说明所需的步骤。

本教程中的模拟是流经钝头体的流体导致非定常涡流脱落的应用示例。本教程中的雷诺数 6.38E4 在亚临界范围 300 < Re < 1.5E5 内。这表明涡流脱落强且具有周期性,从而展示出大家熟悉的卡门涡街。这种现象的开始本身不可预见。

几何如下所示。

几何包括一个直径 20 mm 的圆柱体,它位于直径 0.6 m 的三维圆形计算域的中心。自由流空气速度和温度分别设置为 50 m/s 和 300K,这与 0.144 (50.0/347.2) 的马赫数和 6.38E4 (1.184*50*0.02/1.85563E-5) 的雷诺数对应。

根据建议的过程,应先在稳态下运行以:

  • 使用宽频模型以理解气动声学噪声源的位置,并指出需要细化的网格位置。
  • 使用网格频率截止估计量指定噪声源区域内的绝对网格单元尺寸,以满足瞬态流体中的频率分辨率要求。

然后,可在瞬态模式下激活基于 LES 的湍流模型,以直接捕捉气动声学噪声源以:

  • 使用后处理工具执行频谱分析。
  • 导出远场噪声传播的 CFD 场(适用于非紧密性噪声源)。