Здравствуйте, уважаемые коллеги!
Есть необходимость рассчитать акустический параметры ротора (уровени звукового давления и мощности). Сам я не сильно владею вопросом, но хочу разобраться. Дайте, пожалуйста, направление, в котором нужно двигаться - какой тип анализа в CFX или Fluent проводить, какие есть средства оценки шума, какой раздел Help мне мог бы с этим помочь.
Заранее благодарен!
С уважением, Владимир.
Здравствуйте, Владимир!
Для частного случая, бесканального вентилятора, существует макрос в CFD-Post, который считает широкополосный шум по эмпирическим методикам. Во всех остальных случаях придётся заниматься вычислительной аэроакустикой (CAA), что потребует больших вычислительных ресурсов. Основная идея - подключить вихреразрешающую модель (следовательно, нестационар) и разрешить самые высокочастотные (из интересующего диапазона) акустические волны во времени и пространстве ~20ю шагами, а также обеспечить длительность процесса, соответствующую нескольким периодам самой длинной волны. Вытащить акустическое давление внутри проточной части теоретически можно в постпроцессоре, однако лично у меня нет такого опыта. Но я подозреваю, что вас интересует тональный шум в дальнем поле. В этом случае можно воспользоваться решателем FWH (Ffowks Williams & Hawkings), основанным на аналогии Лайтхилла (во флюенте). Он позволяет поставить микрофон в произвольной точке и оценивать в ней частотное распределение уровня звукового давления. Т.е. считаете проточную часть "в лоб" на мощном вычислительном кластере в рамках подхода CAA, на выходе ставите поверхность Кирхгофа, а за пределами этой поверхности, где звук ни от чего не отражается, считаете по акустической аналогии.
Вообще где-то на Customer Portal'е валялся курс на эту тему.
Здравствуйте, Дмитрий!
Прежде всего огромное спасибо за такой подробный ответ - уверен, что он мне поможет!)
На моей рабочей машине 2 8ми-ядерных Intel Xeon, всего 32 потока. Поэтому надеюсь, что для не очень объёмной задачи в такой постановке расчёт не будет идти неделями или месяцами)
В начале я тоже смотрел в сторону Fan Noise Calculator в CFD-Post. Насколько я понял из хелпа, он тоже основан на подходе Лайтхилла. В итоге так и не понял, почему этот подход не работает с проточными машинами, но нет - так нет)))
На данный момент из того, что я нашёл самое реализуемое, лежит по этой ссылке http://www.padtinc.com/blog/wp-content/uploads/oldblog/PADT_TheFocus_60.pdf
В принципе, очень похоже на формулы из Fan Noise Calcuator. Попробовал посчитать в CFX двухступенчатый проточный вентилятор в постановке Transient Blade Row с моделью SST. Смотрел, как написано в руководстве на Turbulence Kinetic Energy и Turbulence Eddy Dissipation и получил уровень звукового давления где-то с погрешностью в 5 дБ, если сравнивать с экспериментом.
Когда начал считать другой одноступенчатый вентилятор, результаты оказались менее утешительными.
Теперь, насколько я понимаю из Ваших советов, стоит попробовать считать Transient во Fluent с соответствующими настройками?
Данный подход не учитывает отражение звуковых волн, и поэтому справедлив только в дальнем поле. Отсюда и ограничение.
Спасибо за интересную ссылку. Насколько я помню, формула Прудмана не даёт надёжной количественной оценки в Дб, и годится только для качественного сравнения двух шумящих вариантов. Но это не точно! Подтвердить ссылкой не могу, надо гуглить.
Можно и в CFX. Просто во флюенте можно шум в дальнем поле считать, а в CFX - нет. Если, кончно, вам не захочется рисовать расчётную область с густой сеткой до самых микрофонов)
Дмитрий, ещё раз большое спасибо за Вашу помощь!
Обычно я считаю в CFX, во Fluent расчёты проточных частей турбомашин ещё не делал и как-то подозрительно меньше количество туториалов на эту тему в интернете по сравнению с CFX))) Сейчас пытаюсь перенести задачу из CFX во Fluent, пока решения расходятся.
В CFX я изначально делал обычную тетраэдральную сетку с Inflation вокруг лопаток, когда запускал Transient Blade Row, то по макропараметрам (в частности, по перепаду давлений) наблюдалась явная цикличность, а вихри за лопатками совершали колебания. На каждом подшаге по времени в установившейся области решению хватало порядка 30 итераций, чтобы сойтись.
Потом перешёл на сетки до 10 000 000 ячеек, построенные посредством Turbomesh, и на подшаге по времени даже 300 итераций не хватало - естественно, цикличности никакой не вышло. Сделал для себя вывод, что чем точнее сетка, тем более мелкие вихри она пытается обсчитать и тем сложнее решению сойтись. Вот только не знаю, насколько это критично для точности оценки акустических параметров.
Если бы была какая-то последовательность действий, которая бы давала адекватный результат в CFX, то я бы с удовольствием ею воспользовался.
У меня на данный момент в расчётах стоит Transient Blade Row, Tubulence Option -> SST (у меня дозвуковой вентилятор). Потом оценивал акустику в постпроцессоре по тому руководству из файла.
Если Вас не затруднит, обозначьте, пожалуйста, основные настройки в CFX и последовательность действий, которая должна быть выполнена для оценки акустики. Не судите строго, если демонстрирую непонимание каких-то простых вещей. Просто я по образованию и роду деятельности инженер-прочнист, поэтому мне намного проще понимать виброакустику, а аэродинамикой и аэроакустикой занимаюсь в факультативном порядке)
Добавить комментарий