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2風扇氣動噪聲分析 2.1噪聲分析步驟 在 Fluent 中對于風機噪聲的仿真是分為兩個部分先后完成的： （1） 首先使用大渦模擬模型（LES）對風扇流場中的瞬態控制方程求解獲得流場的動態穩定值，通過計算結果得到風扇的噪聲源（即風扇葉片上的動態載荷）； （2） 接下來則是通過求解 FW-H 模型的方法對風機載荷進行分析并得到噪聲值。

本案例對圓柱繞流的氣動噪聲展開了仿真計算。主要涉及到二維模型LES大渦模擬的開啟、FW-H模型的使用。計算模型簡單，為氣動噪聲常用的驗證模型。通過對該案例的學習，后續可以通過該方法對各類航空航天、船舶等領域的氣動噪聲展開預報。

之前說明了如何用Fluent經典流程處理戰機的外氣動問題（詳見Fluent戰機外氣動模擬流程）。但同樣的縮比戰機模型，如果需要改變飛行攻角、馬赫數以及飛行高度（飛行高度決定了外流場的靜壓、靜溫邊界條件）等參數來進行對比研究，Fluent經典流程功能處理起來就顯得麻煩。此時可考慮用Fluent Aero來進行類似的改變參數的對比仿真研究。

在Fluent的外氣動模擬前處理中，如遇到極端復雜的幾何，最好先在SpaceClaim中做這樣的預處理，因為有時Fluent Meshing對于極端復雜的臟幾何并不一定能處理，尤其是像本文中這樣有大片沒有實體化的模型。

對 FBD 系列，額定功率 55kW 的礦用軸流式通風機葉輪的氣動噪聲進行數值分析，采用大渦模擬(LES)和 Fw—H 聲學模型進行數值計算。得到FBD型礦用軸流式通風機葉輪旋轉區域各噪聲計算點的頻譜圖。通過對比發現通風機一級葉輪的氣動噪聲主要由因葉片周期轉動引起的旋轉噪聲組成，在二級葉輪處由于紊流絮亂導致渦流噪聲明顯從而使得二級葉輪的氣動噪聲主要由旋轉噪聲和渦流噪聲組成。

CFD與Actran聯合模擬：非定常CFD輸入；定常CFD輸入–SNGR方法 Actran提供與大部分CFD軟件數據接口：MSC Cradle，Fluent, CFX, Star CCM+, OpenFoam等； 典型問題：空調噪音；風扇噪音；氣動擾流噪音 氣動振動聲學聯合問題：氣動噪聲源作為振動聲學分析激勵 Actran氣動噪音工作流程及特點

直接噪聲模擬需要高數字分辨率來捕捉聲壓擾動的空間和瞬態效應，在后處理中，可使用傅里葉變換 (FT)進行光譜分析。直接噪聲模擬可以直接在CFD模型中預測靠近聲音產生源的噪聲級；但是，使用直接模擬來預測距離聲源有一段距離的噪聲成本高昂，此時建議使用FW-H氣動聲學模型。

3、基于波動方程的方法 這種混合模擬方法是為了模擬低馬赫數流動的氣動聲學，聲源的計算采用不可壓縮流動模型，聲源產生的聲音傳播的計算采用微分波動方程。Fluent中實現的聲學波動方程是由Ewert和Schroeder 在恒密度流動假設下推導出的聲擾動方程。

講師：胡日新 | Ansys高級應用工程師主要負責Fluent在氣動噪聲方向的技術支持，擁有多年氣動噪聲仿真項目經驗和技術積累。擅長外氣動噪聲、旋轉機械等多類型氣動噪聲的數值模擬與分析及氣動-振動噪聲耦合分析與優化。

目前同樣在 Hexagon|MSC Software 公司旗下的 scFLOW 和 Actran 軟件就實現了無縫連接，可以有效提高氣動噪聲的計算效率。下面就給大家介紹 MSC Software 公司的 scFLOW 和Actran 是如何聯合進行氣動噪聲模擬的。

fluent還能夠進行氣動噪聲模擬，主要方法有聲比擬模型、CAA直接模擬、寬頻噪聲模型等 fluent還可以通過動網格來模擬旋轉機械，如齒輪旋轉，扇葉旋轉，閥門擺動、活塞運動等問題 實際上fluent能夠做的事情要比上面講的多的多，fluent提供了UDF（用戶自定義函數）功能和UDS（用戶自定義標量）功能，可以借助這些功能，直接求解偏微分方程。

聲學比擬，FW-H方法介紹、寬頻噪聲方法介紹· 聲比擬法（FW-H方程）案例演示以二維圓柱繞流的案例展開，詳細介紹如何采用FW-H方法模擬因流動產生的近場噪聲，具體包括：· 如何進行紊流大渦模擬· 如何建立模型以獲得氣動聲學數據· 如何分析可壓縮流中的聲壓信號· 如何保存感興趣區域的聲源數據，計算近場和遠場的聲壓信號

選擇這些參數是為了獲得不包含BPF或其諧波的頻率列表，因此僅提取寬頻帶噪聲的結果。此方法的缺點是沒有對CFD的全部結果進行利用。 通過上面的兩個步驟，便獲得了兩組氣動噪聲： ①一個DFT得到BPF及其諧波的噪聲。 ②多重DFT方法得到的寬頻帶噪聲。

飛機在迎角為0°時，經Fluent軟件的數值模擬可以得出：1) 戰略預警機的動壓、靜壓云圖見圖6；2) 戰略預警機的速度等值面圖見圖7。經Fluent軟件的數值模擬，戰略預警機在迎角為-6～15°時，還可得出氣動力系數和氣動力矩系數如表3所示。