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contenteditable="false" width="100%"> 描述 </div><div contenteditable="false" width="100%"> 大渦仿真（LES）是一種先進(jìn)的湍流建模方法，能夠在建模較小尺度的同時(shí)解析大尺度湍流結(jié)構(gòu)。

對(duì)于聲學(xué)仿真，推薦使用LES湍流模型，因?yàn)?em>LES模型求解所有渦旋尺度比網(wǎng)格尺度大的渦旋，能較好預(yù)測到噪聲。 1、啟動(dòng)軟件并導(dǎo)入網(wǎng)格 1.1 啟動(dòng)Fluent軟件，選擇2D 雙精度版本，單核求解。 1.2 導(dǎo)入網(wǎng)格文件“cylinder2d.msh.gz”，網(wǎng)格下載在文章底部。

大渦模擬 (LES) 在近壁區(qū)域的成本高得不切實(shí)際，而雷諾平均納維-斯托克斯 (RANS) 模型非常適合壁邊界層。混合 RANS-LES 模型使用 RANS 湍流模型提供高效的近壁建模，并使用 LES 方法提供遠(yuǎn)離壁的高保真解決方案，但傳統(tǒng)上在這兩者之間切換會(huì)遇到網(wǎng)格依賴性和錯(cuò)誤的網(wǎng)格引起的流動(dòng)分離。

有完善的GUI圖形化人機(jī)交互操作界面 具備絕大多數(shù)常用的RANS，LES以及混合湍流模型 良好的大規(guī)模并行計(jì)算可擴(kuò)展能力，65000核并行計(jì)算32億網(wǎng)格量的算例依然具有很好的并行加速效果。 基于能源領(lǐng)域需求而開發(fā)的通用CFD軟件，長期在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用并具有豐富的工業(yè)驗(yàn)證案例。

本案例對(duì)圓柱繞流的氣動(dòng)噪聲展開了仿真計(jì)算。主要涉及到二維模型LES大渦模擬的開啟、FW-H模型的使用。計(jì)算模型簡單，為氣動(dòng)噪聲常用的驗(yàn)證模型。通過對(duì)該案例的學(xué)習(xí)，后續(xù)可以通過該方法對(duì)各類航空航天、船舶等領(lǐng)域的氣動(dòng)噪聲展開預(yù)報(bào)。

2風(fēng)扇氣動(dòng)噪聲分析 2.1噪聲分析步驟 在 Fluent 中對(duì)于風(fēng)機(jī)噪聲的仿真是分為兩個(gè)部分先后完成的： （1） 首先使用大渦模擬模型（LES）對(duì)風(fēng)扇流場中的瞬態(tài)控制方程求解獲得流場的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定值，通過計(jì)算結(jié)果得到風(fēng)扇的噪聲源（即風(fēng)扇葉片上的動(dòng)態(tài)載荷）； （2） 接下來則是通過求解 FW-H 模型的方法對(duì)風(fēng)機(jī)載荷進(jìn)行分析并得到噪聲值。

FLUENT采用時(shí)域積分公式，通過計(jì)算幾個(gè)表面積分，直接計(jì)算出指定接收位置的聲壓或聲信號(hào)的時(shí)間歷程。 流場變量（如聲源面的壓力、速度分量和密度等）的時(shí)間精確解是計(jì)算表面積分的必要條件。時(shí)間精確解可以從非定常RANS方程、大渦模擬(LES)或混合RANS-LES模型中獲得，以適用于手頭的流動(dòng)和想要捕捉的特征（如渦脫落）。

本文使用ANSYS Fluent 19.0軟件，對(duì)圓柱擾流流動(dòng)所引起的誘導(dǎo)噪聲進(jìn)行聲比擬仿真，內(nèi)容包括網(wǎng)格導(dǎo)入、模型選擇、材料物性、邊界條件、求解參數(shù)、后處理的設(shè)置。通過聲比擬方法獲得擾流流場和噪聲。 2. 模型仿真描述 本仿真為2D模型，圓柱直徑為1.9cm，來流風(fēng)速為69.2m/s。

4.后處理結(jié)果LES（大渦模擬）模型的基本思想是使用空間濾波器將大尺度漩渦和小尺度漩渦分離，大尺度的渦直接求解，小尺度的渦用雷諾時(shí)均模型求解。適用于求解渦流較多的流場。求解結(jié)果為瞬態(tài)值。而我們大家平常用的標(biāo)準(zhǔn)k-e模型只能計(jì)算流體的平均運(yùn)動(dòng)，它適用于高雷諾數(shù)完全湍流的情況，在伺服閥前置級(jí)模型中的流域并非屬于完全的湍流。

3.9kg/s 流量下（距輪轂70%范圍）的軸面速度03 結(jié)論經(jīng)過改進(jìn)后的code_saturne算法采用了更高階的離散格式，可以準(zhǔn)確地預(yù)測到離心式壓縮機(jī)中所產(chǎn)生的失速現(xiàn)象，仿真結(jié)果同Fluent模擬結(jié)果相比十分接近，且更符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。如果想要得到更加精確的仿真結(jié)果，可以采用更加精細(xì)的網(wǎng)格或者LES湍流模型。

在一定的范圍內(nèi)，循環(huán)噴淋量越大，滲流速度越大，流動(dòng)狀態(tài)越接近湍流或湍流程度越大，則第二、第三階段的傳質(zhì)阻力越小[3]。因此為了能夠看出混合油流動(dòng)的情況，需要混合油的流速或者流量的參數(shù)，按照表1中列舉的幾個(gè)主要技術(shù)參數(shù)來做仿真分析，通過在具體數(shù)據(jù)情況下的仿真結(jié)果，來觀察導(dǎo)流片表面流過的混合油在槽中的流動(dòng)情況，以此來分析導(dǎo)流片的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行優(yōu)化，以滿足最終的要求。

1 Fluent天然氣多組分輸運(yùn) 2 Fluent、LES大渦模擬有意思的流動(dòng)非定常性 3 水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)（HAWT）運(yùn)動(dòng)參考系+周期邊界 4 基于Fluent的離心泵葉輪空化模擬 5 油水分離器模擬 6 離心風(fēng)機(jī)

1 引言 Fluent Meshing中的Fault Tolerant流程為模擬復(fù)雜模型外氣動(dòng)帶來了一定的便捷。本文以一架縮比模型戰(zhàn)機(jī)為例說明 Fluent對(duì)于一個(gè)極端復(fù)雜模型的外氣動(dòng)的仿真流程，僅供示例，部分參數(shù)的取值不具有實(shí)際工程意義，在工程中需按照實(shí)際情況合理設(shè)置網(wǎng)格、計(jì)算域和計(jì)算參數(shù)等。

以LES大渦模擬為代表的高保真三維仿真技術(shù)，可大幅提高仿真精度并統(tǒng)一發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)湍流模型。

五、結(jié)論綜上所述，“神工坊”高性能工業(yè)仿真平臺(tái)在進(jìn)行Fluent瞬態(tài)仿真分析時(shí)，其性能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他仿真云平臺(tái)的。“神工坊”高性能工業(yè)仿真平臺(tái)以超算HPC集群作為硬件支撐，實(shí)現(xiàn)了跨節(jié)點(diǎn)大規(guī)模并行計(jì)算，可以滿足復(fù)雜結(jié)構(gòu)模型和算法仿真時(shí)對(duì)大量計(jì)算資源的需求，縮短了大規(guī)模仿真用時(shí)，為工業(yè)設(shè)計(jì)的高效運(yùn)行提供保證。十四五期間，工業(yè)數(shù)字化將是工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主路線。