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 (Ma<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 c0
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 c0
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:

c0=γp0ρ

且:

γ=Cp(CpRM)

其中:

  • p0 为参考压力
  • ρ 为密度。
  • Cp 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 Cp
理想气体(参考温度)

使用理想气体定律计算声速,如下所示:

c0=γRT0

且:

γ=Cp(CpRM)

其中 T0 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 T0

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 Cp

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
壁面边界没有特定的 Lighthill 压力,但它是反射边界。
非反射
壁面是非反射边界。Lighthill 波在边界处被吸收。
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。
关闭
对称平面边界是反射边界。
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。

区域设置

应用于流体区域。

声学阻尼系数
bdEqn. (4732) 中)(0 表示无阻尼,1 表示最大阻尼)。
噪声源加权系数
bsEqn. (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。

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。

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)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 0.33α0 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
pl Eqn. (4730) 中系数的值。
Lighthill 源
∇⋅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。