Lighthill 波模型参考

Lighthill 波模型计算 Lighthill 压力，该压力表示声学压力和流体动力压力之和。它可用于模拟不可压缩流体以低马赫数 ( $M a < 0.2$ ) 流动产生的噪声。


理论	请参见 Lighthill 波模型。
提供方式	[物理连续体] > 模型 > 气动声学模型
节点路径示例	连续体 > 物理 1 > 模型 > Lighthill 波
要求	空间：三维时间：隐式不定常材料：固体或多组分固体流体：任何状态方程：恒密度可选模型：气动声学
属性	请参见 Lighthill 波属性。
激活	材料	请参见材料属性。
	边界输入	请参见边界设置。
	区域输入	请参见区域设置。
	交界面输入	请参见交界面设置。
	求解器	声波请参见声波求解器属性。
	场函数	Lighthill 压力 Lighthill 源请参见场函数。

Lighthill 波属性

二阶梯度

忽略或包括用于扩散的边界二阶梯度和/或网格面上的内部二阶梯度。

打开: 包括两个二阶梯度。
关闭: 排除两个二阶梯度。
仅限内部: 仅包括内部二阶梯度。
仅限边界: 仅包括边界二阶梯度。

材料属性

声速

远场中的声速，Eqn. (4730) 中的

c_{0}

。


方法	对应方法节点
常数使用标量分布值指定声速。	常数指定声速 $c_{0}$ 。
理想气体（密度和参考压力）使用理想气体定律计算声速，如下所示： $c_{0} = \sqrt{\frac{γ p_{0}}{ρ}}$ 且： $γ = \frac{C_{p}}{(C_{p} - \frac{R}{M})}$ 其中： $p_{0}$ 为参考压力 $ρ$ 为密度。 $C_{p}$ 为比热容。 $R$ 为通用气体常数。 $M$ 为分子量。	理想气体（密度和参考压力）此节点不提供任何属性。选择此方法将添加以下材料属性：分子量指定分子量 $M$ 。热容指定比热容 $C_{p}$ 。
理想气体（参考温度）使用理想气体定律计算声速，如下所示： $c_{0} = \sqrt{γ R T_{0}}$ 且： $γ = \frac{C_{p}}{(C_{p} - \frac{R}{M})}$ 其中 $T_{0}$ 为参考温度。	理想气体（参考温度）显示以下属性：参考温度指定参考温度 $T_{0}$ 。选择此方法将添加以下材料属性：分子量指定分子量 $M$ 。热容指定比热容 $C_{p}$ 。

边界设置

壁面

壁面声压指定

指定壁面边界如何作用于 Lighthill 压力。

选项	对应的物理值节点
无壁面边界没有特定的 Lighthill 压力，但它是反射边界。	无
非反射壁面是非反射边界。Lighthill 波在边界处被吸收。	无
部分吸收壁面边界部分吸收 Lighthill 压力。	部分壁面吸收系数将边界处吸收的 Lighthill 压力分数设为 0 与 1 之间的值。

对称平面

对称声压指定

指定对称平面边界如何作用于 Lighthill 压力。

非反射边界条件处理	对应的物理值节点
打开对称平面边界是非反射边界。Lighthill 波在边界处被吸收。	无
关闭对称平面边界是反射边界。	无

流体边界

以下边界条件适用于所有边界类型：

质量流量进口
滞止入口
速度入口
压力出口
出口

规定声压指定

指定流边界如何作用于 Lighthill 压力。

指定边界条件	对应的物理值节点
打开设置边界处的指定 Lighthill 压力。	指定声压指定边界处的 Lighthill 压力。
关闭流边界是非反射边界。Lighthill 波在边界处被吸收。	无

区域设置

应用于流体区域。

声学阻尼系数: $b_{d}$ （Eqn. (4732) 中）（0 表示无阻尼，1 表示最大阻尼）。
噪声源加权系数: $b_{s}$ （Eqn. (4731) 中）（1 表示计算噪声源，0 表示移除噪声源）。

交界面设置

适用于多孔挡板交界面。

多孔挡板声学选项

指定多孔挡板交界面如何作用于声波。


多孔挡板声学选项	对应的物理值节点
反射声波像从固体壁面反射一样从多孔挡板交界面反射。假设交界面处的速度为零，则计算声源项。	无
透明声波像穿过内部交界面一样穿过多孔挡板交界面。未出现反射。假设交界面上具有连续、平滑的速度场，则计算声源。	无

声波求解器属性

与流求解器类似，声波求解器使用 Simcenter STAR-CCM+ 中提供的 AMG 线性求解器基础设施。

声波

开始时间: 在求解器开始计算之前消耗的模拟时间。
每个流时间步的声学时间步数: 在每个流时间步上计算的声波求解器时间步数。
声学内部迭代次数: 声波求解器可执行的最大内部迭代数。
收敛容差: 声学求解器在超过内部迭代次数前所能达到的收敛极限值。该值通常为标准化声学求解器残差的 3 到 4 个数量级。
最小收敛容差: 绝对收敛标准值。位于收敛容差和最小收敛容差之间的最大值视为最终收敛容差。
详细说明: 打开时，在输出窗口中显示声学求解器残差。默认值为关闭。
冻结重构: 开启时，Simcenter STAR-CCM+ 不会在每次迭代时更新重构梯度，而是使用上一次迭代更新的梯度。激活保留临时储存与此属性结合使用。默认情况下，此属性处于关闭状态。
归零重构: 开启时，求解器在下一次迭代时会将重构梯度设为零。此操作意味着，用于迎风的面值 (Eqn. (905)) 以及用于计算网格单元梯度的面值（Eqn. (917) 和 Eqn. (918)）将变为一阶估计值。默认情况下，此属性处于关闭状态。如果开启此属性之后关闭它，则求解器将在下一次迭代时重新计算梯度。
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。
保留临时储存: 开启时，Simcenter STAR-CCM+ 将保留求解器在迭代期间生成的额外场数据。保留的特定数据取决于求解器，且在后续迭代期间可用作场函数。默认情况下关闭。

声波 > 纽马克 α 参数

指定数值积分纽马克 α 方法的加权参数

α

（在 Eqn. (4734) 中）。使用介于

- 0.33 \leq α \leq 0

之间的非零值

α

可使虚假高频衰减。默认值为 -0.05。

场函数

Lighthill 压力: $p^{l}$ Eqn. (4730) 中系数的值。
Lighthill 源: $\nabla\cdot h$ Eqn. (4730) 中系数的值。; 仅当为 Lighthill 波求解器激活保留临时储存选项时，此场才可用。

方法	对应方法节点
常数使用标量分布值指定声速。	常数指定声速 $c_{0}$ 。
理想气体（密度和参考压力）使用理想气体定律计算声速，如下所示： $c_{0} = \sqrt{\frac{γ p_{0}}{ρ}}$ 且： $γ = \frac{C_{p}}{(C_{p} - \frac{R}{M})}$ 其中： $p_{0}$ 为参考压力 $ρ$ 为密度。 $C_{p}$ 为比热容。 $R$ 为通用气体常数。 $M$ 为分子量。	理想气体（密度和参考压力）此节点不提供任何属性。选择此方法将添加以下材料属性：分子量指定分子量 $M$ 。热容指定比热容 $C_{p}$ 。
理想气体（参考温度）使用理想气体定律计算声速，如下所示： $c_{0} = \sqrt{γ R T_{0}}$ 且： $γ = \frac{C_{p}}{(C_{p} - \frac{R}{M})}$ 其中 $T_{0}$ 为参考温度。	理想气体（参考温度）显示以下属性：参考温度指定参考温度 $T_{0}$ 。选择此方法将添加以下材料属性：分子量指定分子量 $M$ 。热容指定比热容 $C_{p}$ 。