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赵成;Yang，Yan（杨燕）;张涛;董海波;侯国祥

利用声摄动方程预测流致噪声的锐界面浸没边界法。 （英语） Zbl 1521.76610号

计算。流体 227，文章ID 105032，15 p.（2021）.
摘要：本文提出了一种基于尖锐界面浸没边界法（IBM）的混合计算气动/水声方法来处理声散射和流致噪声问题。对于流场，不可压缩Navier-Stokes方程由内部直接数值模拟求解器求解。通过求解声摄动方程（APE）预测声场。尖锐界面IBM处理了复杂流动和流动的流动和声学固体边界。提出了二维和三维不同散射体的基准声学问题，以验证声学代码和边界处理的准确性。然后，通过考虑雷诺数为200的圆柱绕流问题，验证了该混合方法的可行性和准确性。随后，利用该方法预测了两种布置（即方形阵列和菱形阵列）的二维四柱阵列周围流动产生的噪声，并对流动和声学物理进行了详细研究。结果表明，方形阵列保持着单极子状的声辐射形状，而金刚石阵列的方向性图样产生了偶极子状。在方形阵列和菱形阵列中，声波的传播都受到多普勒效应的影响，而后者由于几何构型的影响，与单个圆柱相比，传播角的变化较大。在大多数圆周方向上，金刚石阵列的辐射声压强度比方形阵列大得多，并且两个阵列的声强都大于单个圆柱体的声强。远场声压谱表明，两个阵列和单个圆柱具有相似的峰值频率和轮廓，在所有三种配置中，涡旋脱落在噪声产生中起主要作用。

引用于1文件

MSC公司：

76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
2005年第76季度 水力和气动声学

关键词：

声摄动方程;浸入边界法;流致噪声;四柱面阵列
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{C.Zhao}等人，计算。液体227，物品ID 105032，15 p.（2021；Zbl 1521.76610）
全文： 内政部 链接

参考文献：

[1] Triantafylou，M.S。；Triantafylou，G。；Yue，D.，鱼类游泳的流体动力学，《流体力学年鉴》，32，33-53（2000）·Zbl 0988.76102号
[2] Wu，T.Y.，《鱼类游泳和鸟类/昆虫飞行》，《流体力学年鉴》，第43期，第25-58页（2011年）·Zbl 1210.76095号
[3] 张，N。；Zheng，Z.，两条串联游泳鱼上方水流的流量/压力特性，计算流体，38，1059-1064（2009）·Zbl 1159.76064号
[4] Erzincanli，B。；Sahin，M.，悬停果蝇飞行中机翼运动学对近尾流拓扑结构和空气动力学性能影响的数值模拟，Comput Fluids，12290-110（2015）·Zbl 1390.76952号
[5] Amiet，R.K.，尾缘湍流引起的噪音，J Sound Vib，47，387-393（1976）
[6] 道威尔，E.H。；戈曼，G.F。；Smith，D.A.，《声弹性：一般理论、声自然模式和正弦激励的强迫响应，包括与实验的比较》，J Sound Vib，52，519-542（1977）·Zbl 0362.76134号
[7] 苏厄尔，J。；塔克·E·J。；Robert，D.，《苍蝇周围的声辐射》，《美国声学学会期刊》，118530-538（2005）
[8] Bennet-Clark，H。；尤因，A.，《果蝇求偶过程中的翅膀机制》，《实验生物学杂志》，49，117-128（1968）
[9] 哈丁，J.C。；Pope，D.S.，《计算气动声学的声粘性分裂技术》，Theor Comp Fluid Dyn，6323-340（1994）·Zbl 0822.76057号
[10] Ewert，R。；Schroder，W.，《基于源滤波流分解的声学扰动方程》，《计算物理杂志》，188365-398（2003）·Zbl 1022.76050号
[11] 罗利，C.W。；科隆尼乌斯，T。；Basu，A.J.，《矩形空腔二维可压缩流中的自持振荡》，《流体力学杂志》，455315-346（2002）·Zbl 1147.76607号
[12] Seo，J.H。；Moon，Y.J.，低马赫数气动声学的线性摄动可压缩方程，计算物理杂志，218702-719（2006）·Zbl 1161.76546号
[13] C.贝利。；尤文，D.，使用线性欧拉方程的声学传播问题的数值解，Aiaa J，38，22-29（2000）
[14] 魏明杰。；Freund，J.B.，噪声控制自由剪切流，《流体力学杂志》，546123-152（2006）·Zbl 1222.76084号
[15] Lighthill，M.J.，《关于声音产生的空气动力学I.一般理论》，（伦敦皇家学会学报系列A数学和物理科学，211（1952）），564-587·Zbl 0049.25905号
[16] Zhang，Y。；张，T。；欧阳，H。；Li，T.，基于LES/Lighthill混合方法的三维拦污栅流致噪声分析，Appl Acoust，79，141-152（2014）
[17] 张，T。；Zhang，Y。；Ouyang，H.，《通过带/不带导叶的90管道弯头的湍流引起的结构振动和流体噪声》，《国际压力Ves Pip杂志》，125，66-77（2015）
[18] 井上，O。；Hatakeyama，N.，均匀流中二维圆柱的发声，流体力学杂志，471285-314（2002）·Zbl 1026.76045号
[19] Bae，Y。；Moon，Y.J.，《关于使用Brinkman惩罚法计算复杂边界的声散射》，《计算流体》，55，48-56（2012）·Zbl 1291.76236号
[20] 王，M。；弗伦德，J.B。；Lele，S.K.，流动产生声音的计算预测，《流体力学年鉴》，38，483-512（2006）·Zbl 1100.76058号
[21] 博吉，C。；C.贝利。；Juvé，D.，使用线性化欧拉方程中的源项计算流噪声，Aiaa J，40，235-243（2002）
[22] 沈维珍。；Sorensen，J.N.，对Hardin和Pope的空气声学公式的评论，Aiaa J，37141-143（1999）
[23] 沈维珍。；Sorensen，J.N.，低速流的气动声学建模，Theor Comp Fluid Dyn，13，271-289（1999）·Zbl 0962.76090号
[24] Ewert，R。；Schroder，W.，关于用混合LES/APE方法模拟后缘噪声，J Sound Vib，270，509-524（2004）
[25] 米塔尔·R。；董，H。；博兹库塔斯，M。；Najjar，F.M。；瓦尔加斯，A。；von Loebbecke，A.，《复杂边界不可压缩流的通用锐界面浸没边界法》，《计算物理杂志》，2274825-4852（2008）·Zbl 1388.76263号
[26] 董，H。；博兹库塔斯，M。；米塔尔·R。；Madden，P。；Lauder，G.V.，《高度可变形鱼类胸鳍水动力学的计算建模与分析》，《流体力学杂志》，645，345-373（2010）·Zbl 1189.76814号
[27] 哈立德，M.S.U。；阿赫塔，I。；Dong，H.，个体异步波动的串联鱼类群的流体动力学，J Fluids Struct，66，19-35（2016）
[28] 刘，G。；任，Y。；董，H。；O.阿卡内蒂。；Liao，J.C。；Lauder，G.V.，鱼类运动中体-鳍和鳍-鳍相互作用导致的涡流动力学和性能增强的计算分析，《流体力学杂志》，829，65-88（2017）·Zbl 1460.76979号
[29] Seo，J.H。；Mittal，R.，复杂几何结构中声波散射和低马赫数流诱导声的高阶浸入边界方法，J Comput Phys，2301000-1019（2011）·Zbl 1391.76698号
[30] 耿，B。；薛琦。；郑，X。；刘，G。；任，Y。；Dong，H.，《翅膀柔韧性对扑翼发声的影响》，Biosinri Biomim，13，第016010页，（2017）
[31] 谢凤。；曲，Y。；伊斯兰文学硕士。；Meng，G.，复杂几何体时域声散射的锐化界面笛卡尔网格法，计算流体，第104498页，（2020）·Zbl 1519.76222号
[32] Y.福岛。；佐佐木，D。；Nakahashi，K.，全机周围气动声学问题的笛卡尔网格线性化欧拉方程解算器，国际航空航天工程杂志，2015（2015）
[33] 新南威尔士州达曼卡。；布莱斯德尔，G.A。；Lyrintzis，A.S.，在喷射空气声学的三维多块大涡模拟工具中实施尖锐浸没边界法，（第53届美国航空航天局航空科学会议（2015）），0504
[34] Tam，C.K.W。；Webb，J.C.，《计算声学中的色散关系保留有限差分格式》，《计算物理杂志》，107，262-281（1993）·Zbl 0790.76057号
[35] 胡富强。；侯赛尼，M.Y。；Manthey，J.L.，计算声学的低密度和低色散龙格库塔格式，《计算物理杂志》，124177-191（1996）·兹比尔0849.76046
[36] Tam，C.K.W.，《计算气动声学-问题和方法》，Aiaa J，331788-1796（1995）·Zbl 0856.76080号
[37] 转向架，C。；Bailly，C.，用于流量和噪声计算的低色散和低耗散显式格式家族，J Comput Phys，194194-214（2004）·Zbl 1042.76044号
[38] O.V.瓦西利耶夫。；Lund，T.S。；Moin，P.，《复杂几何大涡模拟的一类通用交换滤波器》，《计算物理杂志》，146，82-104（1998）·兹比尔0913.76072
[39] Tam，C.K.W。；Dong，Z.，直接计算非均匀平均流中声和流扰动的辐射和流出边界条件，《计算声学杂志》，4175-201（1996）
[40] 转向架，C。；Bailly，C.，《声学模拟的三维非反射边界条件：远场公式和验证测试案例》，Acta Acust United Ac，88，463-471（2002）
[41] 哈丁，J。；Ristorcelli，J。；Tam，C.，ICASE/LaRC计算气动声学基准问题研讨会（1994年），美国国家航空航天局
[42] Tam，C.K。；Hardin，J.C.，第二届计算气动声学基准问题研讨会（1997年），美国国家航空航天局
[43] Morris，P.J.，空间分布的球对称声源对球体的散射，美国声学学会杂志，98，3536-3539（1995）
[44] 罗素·D。；Wang，Z.J.，二维不可压缩粘性流中多个运动物体建模的笛卡尔网格方法，计算物理杂志，191，177-205（2003）·Zbl 1160.76389号
[45] 罗森菲尔德，M。；夸克，D。；Vinokur，M.，广义坐标系中非定常不可压缩Navier-Stokes方程的分步解法，计算物理杂志，94102-137（1991）·Zbl 0718.76079号
[46] Williamson，C.H.，《圆柱尾迹中的旋涡动力学》，《流体力学年鉴》，第28期，第477-539页（1996年）
[47] Le，Dd-V；Khoo，B.C。；Peraire，J.，《涉及刚性和柔性边界的粘性不可压缩流的浸没界面法》，《计算物理杂志》，220，109-138（2006）·Zbl 1158.74349号
[48] Lam，K。；李，J。；Chan，K。；So，R.，在低雷诺数下四个方形配置柱周围横流的流型和速度场分布，《流体结构杂志》，17，665-679（2003）
[49] Lam，K。；龚·W。；So，R.，直列正方形配置中四个圆柱体周围交叉流动的数值模拟，J Fluids Struct，24，34-57（2008）
[50] Farrant，T。；Tan，M。；Price，W.，《一种应用于不同排列圆柱阵列层流涡脱落的单元边界元法》，《流体结构杂志》，14，375-402（2000）
[51] 邹，L。；林，Y-f；Lu，H.，菱形排列四个圆柱体层流的流型和力特性，J Hydrodyn，23，55-64（2011）
[52] Y-Y，高；C-s，阴；H-q，Zhang；Yang，K。；X-z，赵；Sun，Z.，《低雷诺数下四方形圆柱绕流的数值研究》，数学问题工程，2017（2017）·Zbl 1426.76468号
[53] 韩，Z。；周，D。；桂，X。；Tu，J.，使用谱元法对四个方形圆柱绕流的数值研究，计算流体，84，100-112（2013）·Zbl 1290.76109号
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