为 LES 声学模拟设置适当的网格单元尺寸和时间步长

根据 RANS 模拟结果和要解析的噪声波频率，确定 LES 声学模拟的网格单元尺寸和时间步长。

网格单元尺寸
要确定所需的网格单元尺寸，遵循以下准则：
  • 泰勒微尺度 λ 为中间长度尺度，位于湍流谱内惯性子范围的耗散区域端。小于泰勒微尺度的尺度主要为粘性驱动。要准确预测 HVAC 管道内的涡旋和噪声源，根据泰勒微尺度将网格单元尺寸 Δ x 限制如下：
    Δ x ≤ λ
    (5268)
  • 要保持整个流域中声学预测的精度，应用适用于每波长划分的点数 (PPW) 的准则。

    PPW 定义如下：

    P P W = c / f Δ x
    (5269)

    其中， c 为声速， f 为所需频率， Δ x 为网格单元尺寸。

    对于使用 Lighthill 波模型的模拟，建议 PPW ≥15。要在声速 346.5 m/s 下解析频率高达 2.5 kHz 的波，将网格单元尺寸限制如下：

    Δ x ≤ 346.5 m s / 2500 1 s 15 ≈ 0.01 ⁢   m
    (5270)
时间步长
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 ≤ T P P W = 1 / 2500 1 s 15 ≈ 3.0 e − 5 ⁢   s

要设置网格：
  1. 分析管道内的泰勒微尺度：
    1. 选择求解器 > K-Epsilon 湍流节点，然后激活保留临时储存。
    2. 展开场景 > RANS 节点，然后打开泰勒微尺度 RANS 场景。
    3. 编辑泰勒微尺度 RANS 节点，然后设置以下属性：
      节点 属性 设置
      标量 1
      标量场 函数 泰勒微尺度
      最大 0.002 m
    4. 在场景显示中，要确定管道体积区域中的泰勒微尺度，将指针悬停在管道中的平面截面上，然后按键盘上的 . 键。


      泰勒微尺度 ≈0.00125 m。管道中的最大网格单元尺寸应针对此值。
  2. 指定 LES 模拟的网格单元尺寸：
    1. 选择自动化 > 模拟操作 > 02_LES > 操作 > 设置基础尺寸 LES 节点，然后将值设为 10.0 mm。
    2. 展开几何 > 操作 > 网格化 LES > 自定义控制节点，然后设置下列属性：
      节点 属性 设置
      管道加密 启用控制
      值
      自定义尺寸 基数百分比 12.5
      充气室加密 启用控制
      值
      自定义尺寸 基数百分比 25.0
  3. 要激活非稳态时间尺度并设置时间步长，编辑自动化 > 时间尺度节点，然后设置以下属性：
    节点 属性 设置
    时间尺度 激活时间尺度 隐式非稳态时间尺度
    隐式非稳态时间尺度 时间步 3.0E-5 s
  4. 保存模拟。