声学抑制区模型（已弃用）

声学抑制区模型被视为一种抑制外边界非稳态气动声学模拟中虚假反射扰动的实用方法。它仅适用于可压缩流，但可用于任何气动声学计算。

运行瞬态流体模拟可在流体中产生与时间相关的变化。这些流体扰动将与流体进行对流（对于涡扰动），或以声速向外传播到外边界（对于声扰动）。

如果域边界具有反射属性，这些扰动可能会虚假反射回域。此反射会影响流体求解，导致出现声学类型计算问题。

要满足高质量气动声学计算的要求，数值算法必须允许这些压力波和涡流平滑地穿过边界。否则，数值算法必须提供边界准非反射属性。

例如，具有非反射属性的压力出口允许定义的恒压表示出口边界处的平均压力。同时，它允许边界处的流体压力发生变化，并允许扰动传出域而不从边界反射出。

构建非反射边界处理的一种实用方法是使用声学抑制区模型补充相应的基于特征的边界条件（校正施加的流体边界条件值）。

声学抑制区模型向耦合流体和分离流的控制方程右侧添加适当的阻尼项，形式如下：

其中：

• $\sigma$ 为松弛系数。

  当边界距离小于或等于区厚度时，具体变化是从 0 平滑过渡到边界处的最大松弛系数：

  $\sigma =\frac{{\sigma }_{max}}{2}(1+\cos \pi \frac{d}{w})$

  其中：

  • ${\sigma }_{max}$ 是最大松弛系数。它是松弛时间的倒数，以 sec^-1 为测量单位。该值必须大于零，典型值的大小为数百。默认值为零，表示无衰减。
  • $d$ 是从相关网格单元的形心到使用声学抑制的边界的距离。
  • $w$ 是声学抑制区的宽度。
• $Q=\{\rho ,\rho v,\rho E\}$ 。

  其中：

  • $v$ 是平均速度矢量。
  • $E$ 是总能量， $E=C_{v}T+0.5{\left|v\right|}^2$ ，其中 $C_v$ 为恒定体积的热容量。

这些附加项会在流体扰动（针对平均或目标流动条件计算）到达边界之前进行抑制。此声学抑制区处理有助于基于特征的边界条件产生准非反射响应，即：允许扰动穿过边界，而不产生虚假背射。