保持波方程的适当声学 CFL

每波长点数 (PPW)

声学计算的推荐 PPW 是 PPW ≥ 30-40，且适用于整个无阻尼区。 您可以根据整个圆柱体的涡流脱落频率计算此仿真的预期波长。 此频率根据斯特罗哈数计算得出：

其中，$f$ 为涡流脱落频率，$D$ 为圆柱体直径，$v$ 为空气速度。

本教程中给定的设置代表流体为湍流的典型工业应用。

本教程的雷诺数为 $\mathrm{Re}=6.38\cdot {10}^4$，位于亚临界范围 $300<\text{Re}\le 1.5\cdot {10}^5$ 内。 根据圆柱体遇到的流态，要获得正确的涡流脱落频率，必须改用层流模型。

此流态的预期斯特罗哈数为 $St=0.2$，对应于以下项的频率：

而波长计算如下：

其中，$c=340m/s$ 为声速。 根据 $\mathrm{P}\mathrm{P}\mathrm{W}=(c/f)/\mathrm{\Delta }x$，如果 PPW 为 40，则所需的网格尺寸为：

声学 CFL

为了达到 PPW 推荐值 40，要设法使相关区域的声学 CFL 不大于 4。 声学 CFL 定义为：

重新排列并插入时间步 $\mathrm{\Delta }t$ = $2.5\cdot {10}^{-5}s$ 可得出以下项的候选网格尺寸：

整体网格大小

取计算值下限 0.002125 m 并向下取整，得出声区最终目标网格大小 0.002 m。