بررسي عددي تاثير هندسه سطح مقطع در نويز حاصل از جريان باد حول مدل‌هاي مختلف

Numerical calculation of the noise generated by air flow on different geometries

در مقاله حاضر از توانايي هاي نرم افزار فلوئنت براي محاسبه و مقايسه صداي حاصل از عبور جريان هوا از روي چند هندسه با سطح مقطع مختلف استفاده شده است. روش به كار گرفته شده در اين شبيه سازي، تركيب مدل آشفتگي شبيه سازي گردابه بزرگ و مدل آكوستيكي فاكس ويليام هاوكينگز است. هندسه‌هاي مورد بررسي، سطح مقطع هاي دايره‌، مربع و مثلث مي باشند. هدف از اين بررسي، علاوه بر بررسي توانايي و دقت حل عددي در محاسبه صداي حاصل از جريان در دوردست، يافتن ماكزيمم مقدار سطح فشار صوت مربوط به هر كدام از سطوح مقطع پايه است. مقايسه صداي محاسبه شده در حل عددي با نتايج تجربي توسط دو ميكروفون كه در ميدان حل عددي در فواصل دور تعريف شده‌اند، انجام مي‌شود. پس از انجام محاسبات لازم، نتايج مدل‌سازي به‌صورت منحني‌هاي سطح فشار صوت توليد شده با استفاده از خروجي‌هاي حل توربولانس و به كمك آنالوژي آكوستيكي در محل گيرنده مشخص، ارائه شده‌است. مطابق انتظار، فشار صوتي دريافت شده در گيرنده دورتر كمتر و زمان رسيدن صوت به آن بيشتر است. همچنين نتايج حل نشان مي دهد كه ماكزيمم سطح فشار صوت در سرعت يكسان براي سطح مقطع دايره‌اي بيشتر از سطح مقطع مثلثي و براي سطح مقطع مثلثي بيشتر از سطح مقطع مربعي است.

In this paper, FLUENT software capabilities are used to calculate and compare the sound produced by the flow of air through several geometries with different cross-sections. The method used in this simulation is the combination of the large eddy simulation turbulence model and Ffowcs-Williams and Hawkings acoustic model. Three cross-sections of circle, square and triangle are studied. The aim of this study, in addition to assess the ability and accuracy of numerical calculation of the farfield sound, is to find the maximum sound pressure level of each simple cross section. Two microphones are defined over long distances of the numerical domain to compare the numerical sound calculations with experimental results. After the necessary calculations, results are provided as sound pressure level curves of turbulence solver using the acoustic analogy at microphones locations. Respectively, the received sound pressure at the microphone farther- located is in lower quantity and the arrival time of the sound at that location is longer. The results show that the maximum sound pressure level, at the same velocity, belongs to circular, triangular and square cross-sections respectively.