如何执行气动声学分析？

Simcenter STAR-CCM+ 提供了执行气动声学分析的模型层次结构。

气动声学中的物理本质上为瞬态物理，且最终必须使用瞬态计算进行求解。 与此类模拟相关的计算运行时间较长。 由于此类瞬态模拟需要较长时间运行，因此需优化网格和设置，以便能够仅捕捉与分析相关的噪声源和频率。 初始稳态分析提供了用于优化网格和设置的数据。

在稳态分析中，有两种形式的气动声学建模可用：

第一种与通过相关性提供气动声学源信息的模型相关。 这些模型基于 RANS 湍流建模隐含的假设。 它们被称为宽带噪声源模型，可归属于剪切流和射流中偶极和四极的经典气动声学分类。 它们将严格地应用于湍流产生的流噪声，不适用于与大尺度流体特征（例如，涡流脱落）相关的噪声。 对于湍流产生的噪声，此类模型将：

• 标识产生气动声学源的流体位置。
• 粗略估计关联的声功率或 dB 级别。

此类模型为以下操作提供了合理的依据：

• 将两个不同的组件设计进行比较。
• 在合理量化的瞬态计算之前确定应用网格加密的位置。

通过分析网格可求解的频率，在执行瞬态计算之前进一步量化网格的适用性。 该适用性分析可确定必须加密哪些位置的网格以及加密到何种程度才能捕捉到所需的频率。 可求解的频率根据网格频率截止标量函数推导得出。 例如，如果函数值显示 1 kHz 且需要求解至 2 kHz，则使用因子 2 加密网格。

第二类涉及使用合成波动 SNGR 从稳态合成湍流扰动。 使用建模的湍动能和长度尺度，可通过假设湍能谱和波数分解来创建压力和速度的合成波动。 稍后，这些波动可以直接输出用于声学传播程序。

优化气动声学模拟的稳态模型之后，可以使用该模型来初始化瞬态模拟。