流場動力噪聲
關注創建者：陸面體科技 創建時間：2019-09-20
流場動力噪聲的視頻教程
417-三維圓柱繞流流場及噪聲仿真有聲解說視頻Workbench2020R1-FLUENT
POST-TECPLOT2019_MATLAB2017軟件的基本操作方法 課程介紹： 417-三維圓柱繞流流場及噪聲仿真有聲解說視頻Workbench2020R1-SCDM-ICEM-FLUENT-POST-TECPLOT2019_MATLAB2017 圓柱直徑（特征長度）D=10mm，計算域寬為B=πD≈31.4（取整32mm），來流速度（特征速度）U0=72m/s，雷諾數Re=4.8×104
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流場動力噪聲的實例教程
用計算流體動力
學-離散元法分析
軸流泵的流場和溶
血指標
1.背景介紹
血泵作為拯救生命的重要輔助裝置，已成為眾多學者研究的重點。計算流體動力學（Computational Fluid Dynamics,CFD）模擬是優化血泵性能的有效手段，其模擬結果在實踐中得到了反復驗證。然而，在固相紅細胞粒子破碎損傷的區域，紅細胞粒子在不同時間和地點的運動、碰撞等動力學特征，僅靠CFD技術不可能實現技術突破。離散元法（Discrete Element Method，DEM）通過建立固體粒子系統的參數模型來分析和模擬粒子行為。本研究的目的是利用CFD-DEM多相流耦合技術，將DEM應用于血細胞粒子碰撞特性和運動分析，并結合血泵內流場的經典CFD分析方法，通過血液動力學特性與血液流變學的耦合，為溶血模型的建立提供支持。
2.方法方案
本文研究的血泵模型如圖1所示。該模型內徑16mm，總長為81mm，主要由三部分組成：前葉片，葉輪，和后葉片。在葉片的頂部與外殼之間有0.1mm的間隙。
由于葉輪高速旋轉，為了提高計算結果的準確性，將內部流場分為三部分：先導流場、葉輪流場和后方流場。這三部分均采用了非結構化的四面體網格，總網格數為12,549,766。壓力出口用作邊界條件。
展開 此外，我們還需要求解通道中的流場。我們假設流動是層流，從而在通道域中求解納維-斯托克斯方程。如果流動是湍流，我們可以添加一個湍流模型。開放邊界 條件應用于通道的兩端，表壓為零。對稱 條件應用于 xy 平面。計算域如下圖所示。
軟件中的模型都是從零開始構建的，軟件支持多物理場，因此用戶可以按照自己的意愿輕松地組合代表不同物理場現象的模型。有時這可以通過使用軟件的內置功能來實現，但有些情況下，用戶需要做一些額外的工作。我們以構建磁流體動力學（MHD）模型為例介紹一下這個工作流程。
磁流體動力學的多物理場建模
MHD 現象的建模本質上是一個多物理場問題；必須用數值方法求解流體流動、電流和磁場之間的耦合問題。這些不同的場都是由偏微分方程描述的，可以通過有限元方法求解。
施加電流時兩個磁體之間通道中導電流體的 MHD 問題。
我們看看如何在一個相對簡單的問題背景下進行建模：如上所述，絕緣的矩形通道內為不可壓縮導電流體，這個通道連接兩個流體靜壓相等的無限大容器（未建模）。有兩個電極穿過流動通道在兩側伸出，通過施加電勢差驅動電流通過流體。此外，在上方和下方分別放置一個圓形磁鐵。磁體產生靜磁場，使得具有導電性 以一定速度 移動通過該磁場，從而產生感應電流。。除了這些感應電流之外，由于電勢場的邊界條件，還會產生電流 ，因此流體中的總電流變為：
流經磁場的電流將對流體產生體積力 ，并將流體從一個容器泵送到另一個容器。我們假設系統在穩定狀態下運行。
耦合電場、磁場和流場
對于這個問題，我們需要求解流體中的偏微分方程組來描述電場和磁場。方程式為：
和
這組方程通過磁場和電場 接口（AC/DC模塊的一部），使用安培定律和電流守恒 特征以及單獨的速度（洛倫茲項） 特征求解。
展開 針栓式閥門姿控系統內流場特性仿真研究
引言
隨著現代戰爭武器技術的快速發展，為了增加導彈的機動性，使其具備完成更為復雜飛行任務的能力，對完成導彈飛行姿態和軌道控制的各種動力系統提出了更高的要求，配備姿控動力系統具備自主調節軌道能力的導彈武器的發展應引起足夠重視。
目前國內外用于變軌和姿態控制的動力裝置有：冷氣系統、液體火箭發動機和固體姿控發動機。相比于液體推進劑姿控系統，固體姿控系統具有結構簡單、可靠性高、便于儲存、成本低、動態響應時間短等一系列特點，而被廣泛應用于防空、反導領域。當前發展較為成熟且到實用階段的固體姿控系統技術方案主要有2種：微型固體火箭發動機姿控系統和固體推進劑燃氣發生器姿控系統。其中，前一種方案相對成熟且簡單，但后一種方案技術更為先進，更具發展前景。固體推進劑燃氣發生器姿控系統可進一步細分為脈沖型固體姿控系統與節流式固體姿控系統，節流式固體姿控系統相對而言靈活性更高、成本更低、性能更優。
展開 圖15 復雜消聲器網格圖與消聲器傳遞損失比較
4.8 流場動力噪聲
計算模型和網格劃分見圖16，采用相同的模型和網格，在圓柱壁面附近進行加密。圓柱直徑為D=0.019m，流場馬赫數Ma=0.2，雷諾數Re=200，介質為空氣。時間步長為dt=2×10-5s，總計算時間為t=0.15s，當不可壓流場計算趨于周期變化時，即當t=0.05 s時，開始計算聲場。進行流場計算時，左邊界為速度進口，右邊界為壓力出口，上下為對稱邊界，域內正方形為內部面，在聲場計算中，域內正方形到外邊界為PML區域。監測點設于坐標為A（0 ，10D）、B（0 ，35D）、C（0，44.9D）和D（0 ，45.1D）。
圖16 計算模型和網格劃分
圖17 瞬時聲壓云圖和y軸的聲壓分布
圖17（a）為計算區域聲壓分布云圖，從圖中可以看出，圓柱繞流噪聲是個偶極子聲源，PML區域吸收良好，圖17（b）是y軸的聲壓分布，可以看出圓柱上下方聲壓幅值相反。
4.9結構聲耦合算例
考慮如圖18所示的大壩-水庫結構聲耦合系統。大壩的介質屬性為：彈性模量E = 3.437×109 Pa，泊松比μ = 0.25，密度ρs = 2000kg/m3，縱波波速為cp = 1436m/s；水的介質屬性為：聲速ca = 1436m/s，密度ρa = 1000kg/m3。水面高度H = 50m，均勻分布的正弦載荷f(t) = 200×sin(18t) N/m作用在大壩頂部。
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計算模型和網格劃分見圖16，采用相同的模型和網格，在圓柱壁面附近進行加密。圓柱直徑為D=0.019m，流場馬赫數Ma=0.2，雷諾數Re=200，介質為空氣。時間步長為dt=2×10-5s，總計算時間為t=0.15s，當不可壓流場計算趨于周期變化時，即當t=0.05 s時，開始計算聲場。
