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气动声学数值计算的算法研究

张金明  
【摘要】:计算气动声学问题和典型CFD问题的目标和特征之间都有本质的不同。本文介绍了计算气动声学问题的数值方法,包括高精度的CAA方法、人工选择粘性和高质量的边界条件。同时,对于声学波动方程的耗散、色散误差分析是必不可少的。气动声学数值方法的关键是建立能保持色散关系的差分方程和正确处理无反射边界条件。对于非线性声波传播的问题,为了得到正确的解,应注意提高差分格式对短波的分辨能力,同时发展能抑制短波数值振荡而对长波基本不起作用的数值方法。 空腔流动是航空工程实际中常遇到的问题,有很高的工程应用价值,而且不论在学术方面还是在工程方面,它都是一个研究热点。本文采用了声源提取的耦合方法来模拟汽车门缝低速非定常流动的气动噪声的产生和传播。耦合过程中,首先求解RANS方程来得到非定常的空腔流场。从非定常流场中提取出源项后再求解声学方程可得到对外传播的声场。声场求解器中使用了4阶优化的色散关系保持(DRP)格式。空腔噪声的计算结果与参考文献吻合的较好。


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