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靈活性強：在STAR-CCM+等仿真軟件中，F(xiàn)W-H模型可以與多種流體動力學模型（如URANS、LES等）相結(jié)合，以適用于不同流動特性的氣動噪聲問題。

CFD與Actran聯(lián)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(shù)據(jù)接口：MSC Cradle，F(xiàn)luent, CFX, Star CCM+, OpenFoam等； 典型問題：空調(diào)噪音；風扇噪音；氣動擾流噪音 氣動振動聲學聯(lián)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

比如，下圖中汽車風噪聲，汽車在高速行駛時后視鏡和側(cè)窗區(qū)域形成的風噪會傳入車內(nèi)； 風機在旋轉(zhuǎn)做功時會切割空氣并產(chǎn)生渦流，形成周期性較強的離散噪聲和寬頻帶的渦流噪聲； 空調(diào)管道內(nèi)流速過快時產(chǎn)生的湍流噪聲等。 關(guān)于氣動噪聲的定義和解釋，可以追溯到 1976 年 M.E.

對于風扇氣動/流致噪聲的預測，或者說在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用氣動/流致噪聲的仿真分析，一直都存在痛點/難點。

使用兩組互補的結(jié)果，并使用腳本進行合并，就可以獲得組合氣動聲學仿真的總體頻率響應(yīng)，如圖2所示。

在數(shù)值上我們既要滿足足夠高的采樣頻率，也要滿足足夠小的空間解析率，同時要考慮到實際項目應(yīng)用中效率問題，因此對于氣動噪聲的仿真一直是業(yè)內(nèi)難題。

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(shù)值分析，采用大渦模擬(LES)和 Fw—H 聲學模型進行數(shù)值計算。得到FBD型礦用軸流式通風機葉輪旋轉(zhuǎn)區(qū)域各噪聲計算點的頻譜圖。通過對比發(fā)現(xiàn)通風機一級葉輪的氣動噪聲主要由因葉片周期轉(zhuǎn)動引起的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲組成。

CFD求解器采用480個核心的仿真時間接近40小時。最耗時的部分是在每個時間步下寫入數(shù)據(jù)這個步驟，這會減慢求解速度。 本例基于Actran2021.1，采用Lighthill面源方法，將聲源映射到聲學網(wǎng)格上，并完成時域氣動聲源轉(zhuǎn)成頻域的計算。

使用兩組互補的結(jié)果，并使用腳本進行合并，就可以獲得組合氣動聲學仿真的總體頻率響應(yīng)，如圖2所示。

7總結(jié)基于 LBM 算法的 CFD 軟件 ultraFluidX 對某款商用水冷機組進行了氣動噪聲仿真分析，計算采樣多GPU 加速，仿真效率高。FW-H 用于模擬聲源到麥克風位置的聲傳播，將噪聲源和聲傳播計算解耦。FW-H 的聲源”復制粘貼”功能，可重構(gòu)多個噪聲源疊加的效果。

第二天上午：· Gutin噪聲模型分析方法介紹介紹Gutin噪聲模型，以軸流風扇的案例為參照，講解Gutin模型的實際應(yīng)用· 旋轉(zhuǎn)槳空氣動力與氣動噪聲案例演示（Gutin噪聲模型）以空氣旋轉(zhuǎn)槳為案例，詳細演示Gutin模型的操作方法，包括如何使用Gutin噪聲模型對噪聲進行預測第二天下午：· 冷卻軸流風扇聲學模擬的最佳實踐介紹與案例演示以冷卻風扇作為實例，演示并講解軸流風扇內(nèi)部噪聲的分析方法

通過振型分析，認為較低頻率的前六階振動對氣動噪聲影響較大，為設(shè)計低噪聲風機提供了借鑒。下一步將計算葉輪流場，得到葉片流場受力并對葉輪作諧波分析，通過氣動聲 學公式預測噪聲的大小，以期望獲得葉輪振動對氣動噪聲的具體量值。文章來源：正脈科工CAE

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(tài)控制方程求解獲得流場的動態(tài)穩(wěn)定值，通過計算結(jié)果得到風扇的噪聲源（即風扇葉片上的動態(tài)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。

總結(jié)基于 LBM 算法的 CFD 軟件 ultraFluidX 對某款商用水冷機組進行了氣動噪聲仿真分析，計算采樣多GPU 加速，仿真效率高。FW-H 用于模擬聲源到麥克風位置的聲傳播，將噪聲源和聲傳播計算解耦。FW-H 的聲源”復制粘貼”功能，可重構(gòu)多個噪聲源疊加的效果。

海克斯康工業(yè)軟件在氣動噪聲分析上有一套完整的解決方案，使用scFLOW2Actran氣動聲學包實現(xiàn)Cradle CFD流體軟件和Actran聲學軟件聯(lián)合仿真進行氣動噪聲仿真分析。由于氣動噪聲仿真對高精度空間和時間解算方法的需求，所以在仿真分析的過程中對計算資源和時間要求也十分高。

海克斯康工業(yè)軟件在氣動噪聲分析上有一套完整的解決方案，使用scFLOW2Actran氣動聲學包實現(xiàn)Cradle CFD流體軟件和Actran聲學軟件聯(lián)合仿真進行氣動噪聲仿真分析。由于氣動噪聲仿真對高精度空間和時間解算方法的需求，所以在仿真分析的過程中對計算資源和時間要求也十分高。

</p><p><br></p><p class="ql-align-justify">本期海克斯康直播講堂請到了聲學仿真專家白玉儒，白玉儒老師將為我們帶來電聲系統(tǒng)的聲場及電子行業(yè)相關(guān)氣動噪聲仿真方案，詳細講解通過仿真方式進行電聲產(chǎn)品的建模和集成環(huán)境下的振動和聲場分析，也會涉及電子產(chǎn)品中的氣動噪聲問題例如耳機風噪、電子散熱風扇的內(nèi)容，為進一步提升喇叭的輻射效率、降低產(chǎn)品共振風險、預測和優(yōu)化產(chǎn)品的聲場提供數(shù)據(jù)化

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

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(xù)可以通過該方法對各類航空航天、船舶等領(lǐng)域的氣動噪聲展開預報。