CFD软件如何分析噪音的产生传播衰减?
首先说噪声是如何产生的。基本上是流场中非稳定的信号产生的一般情况下都是湍流产生的。这也是为什么在气动声学声产生领域基本上看不到RANS的原因因为RANS对了湍流信息的预测不太靠谱。最常见的就是DNS和LES。DES也要靠边站。噪声究竟是怎么从湍流里面产生的这个我估计没人能回答。我们首先假设湍流的运动服从NS方程。那么NS方程里面基本上包含了五种波。两个传播方向相反的声波两个旋转方向的涡波以及一个对流熵波。那么湍流这种乱七八糟的运动主要成分是涡波(实际上还有熵和声)。在非线性影响下部分能量会转化为声能(这部分非常非常小Lighthill估计过)。对于稳定的流动基本上也不存在噪声问题。噪声就是一个不断压缩扩张的过程是一个非稳定过程。如果哪个人告诉你他用稳态求解器算了一下噪声产生问题那么估计要中奖了。另外再提一下算声产生问题都是高精度求解器(高精度不等于高阶),数值耗散与人工粘性还有滤波要用的特别少因为声波在实际情况中是衰减的很慢的但是计算的时候数值耗散瞬间就可以让声波seeutomorrow。低数值耗散的结果就是程序极度不稳定这也是为什么很少有高精度气动升学的商用软件的原因。(再说句题外话声产生领域最前沿高端的课题就是燃烧噪声基本上顶级大牛都在做这个方向或者这个方向相关的其他工作。)第二个问题是噪声怎么传播的。这属于声传播领域基本上都认为这是一个线性过程。换句话说声音的传播可以认为是小扰动在背景流动上的传播过程。常见的解法就是线性欧拉方程(LEE),线性扰动方程(APE)等。这部分一般也是用高精度算法求解原因同上。这一部分很热门因为涉及了很多工程问题(open rotor 发动机噪声机身噪声管道噪声等等)。