飞行中的 FW-H 模型参考

飞行中的 FW-H 声学模型提供了与空气动力学计算并行的空气动力学噪声预测。当 Ffowcs Williams-Hawkings 非稳态模型处于活动状态时,飞行中的 FW-H 节点可用。

使用飞行中的 FW-H 模型的瞬态模拟执行以下操作:

  • 计算发射表面(噪声源)上的精确时间数据,这些表面是 FW-H 求解器的积分表面。可以从非稳态湍流或层流模拟(建议使用 DES/LES 模拟)获得精确时间求解。
  • 基于 FW-H 求解器计算各接收器位置处声压的时间变化。
  • 四极噪声打开后,它可计算在所有点接收器中选择的所有区域中四极噪声源产生的声压。
理论 请参见 Ffowcs Williams-Hawkings 模型
提供方式 [物理连续体] > 模型 > FW-H 非稳态模型
节点路径示例 连续体 > 物理 1 > 模型 > 飞行中的 FW-H 模型
要求
  • 材料气体液体欧拉多相多组分气体多组分液体之一
  • (对于欧拉多相、多组分气体或多组分液体,需要更多的模型来展示流模型。)
  • 流体: 分离流耦合流体
  • 时间隐式不定常
  • 粘滞态湍流层流
  • 可选模型气动声学
  • 气动声学模型Ffowcs Williams-Hawkings 非稳态模型
属性 关键属性为:四极噪声。请参见飞行中的 FW-H 模型属性
激活 求解器 FW-H 非稳态求解器。请参见 FW-H 非稳态求解器属性
场函数 FW-H 密度FW-H 压力FW-H 速度

请参见场函数

飞行中的 FW-H 模型属性

四极噪声
确定是否计算体积四极辐射噪声。
打开时,模型计算四极噪声。将激活四极体积项场函数。还将激活用于收集每个 FW-H 接收器处的四极噪声数据的选项。
关闭(默认设置)时,不计算四极噪声。此属性对于固定模拟和刚体运动的模拟都是通用的。
飞行中的 FW-H 模型使用碰撞球公式计算四极噪声。此公式独立于用于计算选定 FW-H 表面声压的公式,例如 Farassat 的 公式 1ADunn-Farassat-Padula 公式 1A

区域上的 FW-H 四极计算和积分独立于表面上的计算。

FW-H 非稳态求解器属性

该求解器为亚音速和跨音速流实现了高级时间方法,以解决发射时间和接收时间之间的时间延迟。


高级时间方法在文献中也称为“源时间主导”方法。它由 Brentner [45] 提出,以 Farassat [57] 的 FW-H 类比的公式 1A 为基础。它已扩展到由 di Francescantonio [54] 及 Brentner 和 Farassat [46] 提出的渗透(或穿透)积分表面。

此方法可提前看到观察器接收当前产生的声波的时间。在源时间主导的算法中,它将固定源时间并确定 FW-H 表面上每个点的声音到达观察器的时间。对于 FW-H 表面上的每个点,声信号的到达时间均不同。然后,通过累积时隙中的到达信号,可获得接收器处的声压。在相同的源时间范围内,通过对 FW-H 表面的每个源单元辐射的声信号求和,可获得整体观察器声信号。

在接收器位置处收集足够长的声压时间历史以使用傅立叶变换进行光谱分析,这一点非常重要。
开始时间
在求解器开始计算之前消耗的模拟时间。
冻结求解器
开启时,求解器在迭代过程中不更新任何物理量。该选项默认情况下关闭。这是一个调试选项,由于缺少储存,它可能导致不可恢复的错误和错误的求解。有关详细信息,请参见有限体积求解器参考

场函数

FW-H 密度
表示 FW-H 模型的密度, 或 ,由声学数据源设置确定。 ρ f P a / c 2 + ρ f
FW-H 压力
表示 FW-H 模型的压力,、 或 ,由声学数据源设置确定。 P f P a + P f P a
FW-H 速度
表示 FW-H 模型的速度,、 或 ,由声学数据源设置确定。 v f v a + v f v a
负载表面项 [接收器名称]
p′ L ( x , t ) Eqn. (4761) 中,适用于常规流;在 Eqn. (4763) 中,适用于具有刚体运动或移动参考坐标系的流。在每个方程中,该场函数均用面网格面积进行标准化。体表面上力分布的非稳态运动会产生Eqn. (4752)噪声。
Quadrupole Volume Term [Receiver Name](四极体积项 [接收器名称])
p′ Q ( x , t ) Eqn. (4766) 中,用网格单元体积进行标准化。流体中的非线性会产生四极噪声。仅当激活四极噪声专家属性时,才会启用此场函数。
Thickness Surface Term [Receiver Name](厚度表面项 [接收器名称])
p′ T ( x , t ) Eqn. (4760) 中,适用于常规流;在 Eqn. (4762) 中,适用于具有刚体运动或移动参考坐标系的流。在每个方程中,该场函数均用面网格面积进行标准化。体穿过时的流体位移会产生Eqn. (4751)噪声。对于固定体(如侧视镜和圆柱体),厚度表面项为零。
Total Surface Term [Receiver Name](总表面项 [接收器名称])
p′ S ( x , t ) (位于 Eqn. (4759) 中)。特定源表面的负载表面项厚度表面项之和即为总表面项