使用光谱分析比较结果

要比较 Lighthill 波求解与扰动对流波求解，在麦克风和压力传感器处执行光谱分析。使用预定义的点时间傅立叶变换，将时间信号（Lighthill 压力、声学压力和压力扰动）转换为频率域。使用监视器绘图显示结果。

要比较结果：
  1. 导入 Lighthill 波结果：
    1. 右键单击工具 > 表节点，然后选择新表 > 文件表。
    2. 在打开对话框中，同时选择先前导出的文件 MicrophoneLighthillPressure.csv 和 PressureTransducerLighthillPressure.csv，然后单击打开。
  2. 为录制的时间信号设置点时间傅立叶变换：
    1. 展开工具 > 数据集函数节点，然后查看预定义的点时间傅立叶变换。


    2. 右键单击 G(p) 麦克风 > 表格节点，然后选择基于表的新衍生数据。
    3. 将表格 > 表格节点重命名为麦克风：Lighthill 压力。
    4. 选择麦克风：Lighthill 压力节点，然后设置以下属性：
      属性 设置
      更新可用
      输入数据 1 MicrophoneLighthillPressure
      X 列 1 时间
      Y 列 1 麦克风：Lighthill 压力监视器：麦克风：Lighthill 压力监视器
    5. 右键单击 G(p) 麦克风 > 监视器节点，然后选择基于监视器的新衍生数据。
    6. 将监视器 > 监视器节点重命名为麦克风：声学压力。
    7. 选择麦克风：声学压力节点，然后设置以下属性：
      属性 设置
      更新可用
      输入数据 1 麦克风：声学压力监视器
    8. 重复步骤 2e - g 从监视器麦克风：压力扰动监视器添加时间信号，然后将节点重命名为麦克风：压力扰动。
    9. 重复步骤 2b - h 中所述的过程，将压力传感器录制的时间信号添加至 G(p) 压力传感器。
  3. 将衍生数据添加至监视器绘图：
    1. 右键单击绘图节点，然后选择新建绘图 > 监视器绘图。
    2. 将绘图重命名为麦克风：光谱分析。
    3. 右键单击麦克风：光谱分析 > 数据系列节点，然后选择添加数据。
    4. 在将数据提供方添加至绘图对话框中，展开衍生数据节点，然后选择以下对象：
      • 麦克风：Lighthill 压力
      • 麦克风：声压
      • 麦克风：压力扰动
    5. 单击确定。
    6. 选择麦克风：光谱分析 > 轴 > 底轴节点，然后将最大值设为所需频率 2500 Hz。这是网格能够解析的频率。
    7. 重复步骤 3a - f 使用压力传感器的衍生数据创建名为压力传感器：光谱分析的绘图。
  4. 保存模拟。
以下绘图分别显示麦克风和压力传感器中的光谱分析：




在麦克风中，频率 > 500 Hz 时，通过扰动对流波模型计算的压力扰动和声学压力结果相似。这表明麦克风中的流体动力学压力在此频率范围内可忽略不计。此处，声学压力也与 Lighthill 压力相关，这表明 Lighthill 波模型能够预测麦克风中的声学压力。仅在低频 (< 500 Hz) 下，不同的值表示接收的压力波动具有流体动力学特性。

在压力传感器中，湍流波动占主导，Lighthill 压力明显不同于声学压力。在此区域，Lighthill 压力无法提供有关噪声的信息。

结论：对于流体动力学压力可忽略不计的区域中的噪声预测，计算成本较低的 Lighthill 波模型可提供合理的结果。但是，在湍流波动占主导的区域中，只有直接求解声学压力的扰动对流波模型可以提供对声场的深入见解。