Численное исследование переходного режима обтекания цилиндра и генерации звука
Ц. Цай1, Ц. Пан2, А. Крыжановский1, Ш. Е1
1Чжэцзянский педагогический университет, Цзиньхуа, Китай
cai_jiancheng@foxmail.com
2Университет Западной Австралии, Австралия
jie.pan@uwa.edu.au
Ключевые слова: обтекание цилиндра, вычислительная гидродинамика, метод крупных вихрей (LES), аэроакустика, акустическая аналогия
Страницы: 343-360
Аннотация
С помощью метода крупных вихрей LES рассчитывается пространственное турбулентное обтекание цилиндра несжимаемой жидкостью при числе Маха M = 0,1 и числе Рейнольдса Re = 9×104, а также течение в следе за ним. Для пульсационных составляющих подъемной силы и силы лобового сопротивления получены результаты, совпадающие с экспериментальными данными. Звуковое давление в дальнем поле определяется при помощи интегрального метода Фокса Уильямса и Хокингса по акустической аналогии. Использованы пять различных источников звука в виде как сплошной поверхности цилиндра, так и проницаемых поверхностей, размещенных вокруг нее. Спектры звукового давления, как правило, количественно согласуются с измеряемыми величинами, хотя акустические источники при моделировании в данном подходе являются псевдозвуковыми. В работе точно спрогнозирована акустическая составляющая числа Струхаля, связанная с вихревой пеленой. Изучается генерация звука объемными источниками, основанными на тензорах Лайтхилла в вихревой пелене. Его направленность в поле дальней зоны представляется поперечным квадруполем со слабым излучением как вдоль, так и поперек потока.
|
