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时空耦合谱元方法求解刚性圆柱体表面的声传播问题
1
作者
王亚洲
秦国良
+2 位作者
包振忠
和文强
穆
毅
伟
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第7期24-29,97,共7页
以刚性圆柱体表面均匀分布若干单极子质量源的声传播问题为求解目标,在极坐标系中构建时空耦合模型。基于Least-Squares变分,在时间及空间方向同时采用Chebyshev谱元方法进行离散,将原来极坐标系中的问题转化到柱坐标系中进行求解,并通...
以刚性圆柱体表面均匀分布若干单极子质量源的声传播问题为求解目标,在极坐标系中构建时空耦合模型。基于Least-Squares变分,在时间及空间方向同时采用Chebyshev谱元方法进行离散,将原来极坐标系中的问题转化到柱坐标系中进行求解,并通过数值实验验证了模型的正确性;进一步应用时空耦合模型求解刚性圆柱体表面声传播问题,在计算区域外边界采用C-E-M吸收边界条件。研究结果显示:时空耦合谱元模型通过时间及空间计算精度的匹配,能够获得高精度的数值解;增加时间及空间方向的单元数及单元内的插值阶数均能提高计算精度,且提高插值阶数的方法具有指数阶收敛特性;所构建的时空耦合模型能够稳定求解刚性圆柱体表面的声传播问题,将C-E-M吸收边界条件改写为第一类边界条件并应用于时空耦合模型依然有效。研究内容对构建高精度的计算气动声学求解方法具有指导意义。
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关键词
时空耦合
Least-Squares变分
极坐标系
谱元方法
吸收边界
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职称材料
同向旋转涡对发声的数值研究
2
作者
包振忠
秦国良
+2 位作者
和文强
王亚洲
穆
毅
伟
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2018年第13期43-48,共6页
为深入探索流动发声的机理,将Ribner和Meecham提出的膨胀理论扩展到有背景流场存在的情形下,并对同向旋转涡对的发声问题进行了数值求解。空间离散采用高精度谱元法,时间推进采用隐式Newmark法,并在外边界采用Eliane-Dan-Thomas吸收边...
为深入探索流动发声的机理,将Ribner和Meecham提出的膨胀理论扩展到有背景流场存在的情形下,并对同向旋转涡对的发声问题进行了数值求解。空间离散采用高精度谱元法,时间推进采用隐式Newmark法,并在外边界采用Eliane-Dan-Thomas吸收边界条件。计算结果与用匹配渐进展开法得到的解析解进行比较,数值解与解析解吻合较好。另外计算了同向旋转涡对在不同旋转马赫数、均匀流场、剪切流场影响下的发声情况,并且对其频谱成分进行了分析。研究结果表明:谱元法结合膨胀理论能够高精度求解不可压缩流动引起的气动声学问题;吸收边界条件的使用有效降低了声波在边界处的反射;随着旋转马赫数的增大,声波波长减小,声源强度增大,峰值频率也随之增大;在均匀流场和剪切流场的作用下,声场呈现了典型的多普勒效应。
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关键词
计算气动声学
谱元法
声比拟理论
膨胀理论
吸收边界条件
同向旋转涡对
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职称材料
题名
时空耦合谱元方法求解刚性圆柱体表面的声传播问题
1
作者
王亚洲
秦国良
包振忠
和文强
穆
毅
伟
机构
西安交通大学能源与动力工程学院
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第7期24-29,97,共7页
基金
国家重点基础研究发展计划资助项目(2012CB026004)
文摘
以刚性圆柱体表面均匀分布若干单极子质量源的声传播问题为求解目标,在极坐标系中构建时空耦合模型。基于Least-Squares变分,在时间及空间方向同时采用Chebyshev谱元方法进行离散,将原来极坐标系中的问题转化到柱坐标系中进行求解,并通过数值实验验证了模型的正确性;进一步应用时空耦合模型求解刚性圆柱体表面声传播问题,在计算区域外边界采用C-E-M吸收边界条件。研究结果显示:时空耦合谱元模型通过时间及空间计算精度的匹配,能够获得高精度的数值解;增加时间及空间方向的单元数及单元内的插值阶数均能提高计算精度,且提高插值阶数的方法具有指数阶收敛特性;所构建的时空耦合模型能够稳定求解刚性圆柱体表面的声传播问题,将C-E-M吸收边界条件改写为第一类边界条件并应用于时空耦合模型依然有效。研究内容对构建高精度的计算气动声学求解方法具有指导意义。
关键词
时空耦合
Least-Squares变分
极坐标系
谱元方法
吸收边界
Keywords
time-space coupled
least-squares variation
polar coordinate
spectral elementmethod
absorbing boundary
分类号
O422 [理学—声学]
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职称材料
题名
同向旋转涡对发声的数值研究
2
作者
包振忠
秦国良
和文强
王亚洲
穆
毅
伟
机构
西安交通大学流体机械及工程系
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2018年第13期43-48,共6页
基金
国家重点基础研究发展计划资助项目(2012CB026004)
文摘
为深入探索流动发声的机理,将Ribner和Meecham提出的膨胀理论扩展到有背景流场存在的情形下,并对同向旋转涡对的发声问题进行了数值求解。空间离散采用高精度谱元法,时间推进采用隐式Newmark法,并在外边界采用Eliane-Dan-Thomas吸收边界条件。计算结果与用匹配渐进展开法得到的解析解进行比较,数值解与解析解吻合较好。另外计算了同向旋转涡对在不同旋转马赫数、均匀流场、剪切流场影响下的发声情况,并且对其频谱成分进行了分析。研究结果表明:谱元法结合膨胀理论能够高精度求解不可压缩流动引起的气动声学问题;吸收边界条件的使用有效降低了声波在边界处的反射;随着旋转马赫数的增大,声波波长减小,声源强度增大,峰值频率也随之增大;在均匀流场和剪切流场的作用下,声场呈现了典型的多普勒效应。
关键词
计算气动声学
谱元法
声比拟理论
膨胀理论
吸收边界条件
同向旋转涡对
Keywords
computational aero-acoustics
spectral element method
acoustic analogy theory
dilatation theocy
absorbing boundary condition
co-rotating vortex pair
分类号
O121.8 [理学—数学]
G558 [理学—基础数学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
时空耦合谱元方法求解刚性圆柱体表面的声传播问题
王亚洲
秦国良
包振忠
和文强
穆
毅
伟
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
0
下载PDF
职称材料
2
同向旋转涡对发声的数值研究
包振忠
秦国良
和文强
王亚洲
穆
毅
伟
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2018
0
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职称材料
已选择
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