Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Testek körüláramlása keltette zaj numerikus szimulációja Szekeres Gábor (DQTP5Z) Konzulens: Lohász Máté Márton Budapest, 2006.06.28 Bíráló: Vaik István.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Testek körüláramlása keltette zaj numerikus szimulációja Szekeres Gábor (DQTP5Z) Konzulens: Lohász Máté Márton Budapest, 2006.06.28 Bíráló: Vaik István."— Előadás másolata:

1 Testek körüláramlása keltette zaj numerikus szimulációja Szekeres Gábor (DQTP5Z) Konzulens: Lohász Máté Márton Budapest, Bíráló: Vaik István

2 Áttekintés az elvégzett munkáról A főbb számítógépes aeroakusztikai (CAA) módszerek megismerése A Ffowcs-Williams Hawkings modell vizsgálata konkrét geometriákon: –2D Henger CFD számítás CAA számítás Validálás Kiértékelés –3D szárnyprofil Elsődleges cél a modell alkalmazhatóságának vizsgálata CAA számítás egy korábbi CFD számítás felhasználásával Kiértékelés Következtetések levonása

3 CAA módszerek Direkt módszerek Az áramlást leíró kompresszibilis egyenletek megoldása –Direkt Numerikus Szimuláció Az áramkép tartalmazza a hangot is Rendkívül nagy számításigény Hibrid módszerek Akusztikai analógia Különválasztja a hangot az áramképtől Külön CAA és CFD számítás Alacsony számításigény Főbb módszerek: –Lighthill modell, –Kirchoff modell –Szélessávú zajforrás modell –Curle modell –Ffowcs-Williams Hawkings modell, stb. Aeroakusztika: A nemlineáris hatásokat (pl. turbulencia) is figyelembe veszi, így maga az áramlás is lehet hangforrás. Az áramlás befolyásolhatja a hang terjedését

4 Akusztikai analógia Az áramlástani alapegyenletek hullámegyenletre hozása: Lighthill egyenlet: ahol T ij a Lighthill feszültségtenzor Hanghullámok terjedése Hangforrás Nem alkalmazható szilárd test keltette zaj meghatározására. Csak a turbulencia keltette zaj számítására alkalmas (például: szabadsugár)

5 Ffowcs-Williams Hawkings modell A Lighthill egyenlet általánosítása: Mozgó szilárd test jelenléte az áramlásban Ffowcs-Williams és Hawkings egyenlet: A forrástagok: I.A test felszínén kívül keletkező kvadropólus típusú zaj II.A mozgó felületre ható erő változása okozta dipólus típusú zaj III.A test által „elmozdított” folyadék monopólus típusú zaja I. II. III. u0u0 vnvn S(t) f>0 f<0 f=0

6 Ffowcs-Williams Hawkings modell Az egyenlet megoldása analitikusan meghatározható: ahol G a nyílt-téri Green függvény: A Ffowcs-Williams Hawkings egyenlet megoldása: x,  – kibocsátás helye, ideje y, t – megfigyelés helye,ideje A Fluentben elhanyagolva

7 Henger körüláramlása keltette zaj CFD számítás: Fluent 6.2 Szegregált szolver 2D, lamináris Inkompresszibilis Időfüggő (CFL≈1) Re=1000, Ma=0.2Diszkretizáció: Időbeli: másodrendű Nyomás: másodrendű Sebesség: centrális Nyomás-sebesség kapcsolat: SIMPLE

8 Henger körüláramlása keltette zaj Henger-1 háló

9 Henger körüláramlása keltette zaj Henger-2 háló

10 Henger körüláramlása keltette zaj Validálás Validálás: Cox et al A közel periodikus örvényleválás beállta után az akusztikai forrásadatok kimentése Névc’ L rms cDcD Shn tt Kimentett időlépések Cox et al Henger Henger

11 Henger körüláramlása keltette zaj CAA számítás: Fluent 6.2 – FW-H modul Korrelációs hossz: L=26.3 D Forrásfelület: Henger felszíne (a térfogati források el vannak hanyagolva) A CFD számításnál kimentett forrásadatok feldolgozása Kapott eredmény: p’(t) hangnyomás jel egy távoltéri megfigyelőnél p’(t) → DFT → zajspektrum Validálás Validálás: Cox et al., 1998

12 Henger körüláramlása keltette zaj Henger-1,2 hasonló eredményt ad A zaj erősen irányfüggő u0u0

13 Henger körüláramlása keltette zaj Jellemző frek Első felharm. Szimmetria Két merőleges dipólus

14 Henger körüláramlása keltette zaj Forrásfelületként nem a henger felszínét választva határfelület A választott határfelületen, a bezárt folyamatoknak egy reprezentációja jelenik meg. A megoldás tartalmazza a bezárt térfogatban jelenlévő kvadropólus jellegű forrásokat is. Az egyenlet forrástagjai elvesztik a szemléletes fizikai tartalmukat. (pl.: felületi nyomáseloszlás váltakozása)

15 Henger körüláramlása keltette zaj Forrásfelületként nem a henger felszínét választva Jobb egyezés a spektrumnál Csekély irányfüggés u0u0

16 Henger körüláramlása keltette zaj Közel szimmetrikus

17 Szárnyprofil körüláramlása keltette zaj A CFD számítást Nagy László készítette az Áramlástan Tanszéken 3D RANS-LES Cellaszám: n≈ db RAF6 szárnyprofil: –Húrhossz: C=0.1m –Állásszög:  =5º Re= , Ma=0.03 CFL≈1 időlépés:  t=3.5e-6 Kimentett időlépések: db A CAA számítás a CFD számításból kimentett forrásadatok alapján zajlott.

18 Szárnyprofil körüláramlása keltette zaj Homogén zaj A spektrum nem fizikai A hangnyomás jelben Pa-os ugrások vannak Erős irányfüggés (Dipólus) u0u0

19 Szárnyprofil körüláramlása keltette zaj Jól látható a zaj irányfüggése Nincsen jellemző frekvencia

20 Konklúzió A FW-H modell jó eredményt adott a henger zajának számításánál Az eredményeket validálni kell Nem bonyolult a használata Kis számításigény (a CFDhez képest elhanyagolható) A CFD számítástól külön is végezhető (ha a forrásadatok el lettek mentve)Korlátozások: Csak nyílt téri áramlásokra alkalmas (a nyílt-téri Green függvény miatt) A zaj csak a távoltérre határozható meg (több hullámhossznyira)

21 Jövőbeli feladatok Különböző turbulencia modellek hatásának vizsgálata a henger kapcsán Kompresszibilis számítás hatásának vizsgálata (elsődlegesen a fallal nem egybeeső határfelület esetében) Különböző határfelületek megválasztásnak hatása A szárnyprofil zajának validálása, és további vizsgálata Doppler hatás vizsgálata

22 Köszönöm a figyelmüket !


Letölteni ppt "Testek körüláramlása keltette zaj numerikus szimulációja Szekeres Gábor (DQTP5Z) Konzulens: Lohász Máté Márton Budapest, 2006.06.28 Bíráló: Vaik István."

Hasonló előadás


Google Hirdetések