بررسی تاثیر مدلسازی و شبیه سازی گردابه ها بر محاسبات ایروآکوستیکی در جریان برشی همگن

انجام محاسبات صحیح ایروآکوستیکی مستلزم پیش بینی صحیح رفتار گردابه های جریان است. قدرت گردابه ها را می توان با هزینه کمتر (کا-امگا اس.اس.تی) مدل نمود یا با هزینه بیشتر (با ال.ای.اس) تا ۹۰ درصد بصورت مستقیم شبیه سازی کرد. روش ترکیبی نیز با نام آی.دی.دی.ای.اس با دقت و هزینه میانی وجود دارد. در این پژوهش دقت این سه روش در محاسبه صوت ایرفویل ناکا-۰۰۱۲ در جریان برشی همگن و زاویه حمله ۸/۱۰ درجه مورد بررسی قرار گرفته است. دو مکانیسم ۱-ریزش گردابه از لایه مرزی آرام و تداخل آن با لبه فرار و ۲-امواج تولمن-شلیختینگ از عوامل اصلی ایجاد صوت در این تحقیق شناخته شدند. سطح فشار صوت در بازه یک سوم اکتاو با داده های تجربی مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است. ابتدا نتایج روش ال.ای.اس و سپس آی.دی.دی.ای.اس از نظر مقدار و روند تغییرات بهترین انطباق را با داده های تجربی نشان داده است. در بررسی شدت تضعیف صوت با فاصله مشخص شد که بخاطر نقش موثر گردابه های کوچک در صوت ال.ای.اس، و تضعیف سریع آنها با افزایش فاصله تا ۲/۱ متر، سطح فشار صوت در روش ال.ای.اس و آی.دی.دی.ای.اس تقریبا برابر شده اند. با توجه به اینکه روش آی.دی.دی.ای.اس نیاز به مقررات سخت گیرانه برای فاصله های بی بعد Δ x +  و Δ z +  در نواحی نزدیک دیواره ندارد، این انتخاب باعث کاهش حدود ۴۱ درصدی حجم شبکه محاسباتی در ازای کمتر از ۲ دسیبل خطا گردیده است. بنابراین در کابردهای صنعتی مشابه می توان با تقریب مناسبی از روش آی.دی.دی.ای.اس به جای ال.ای.اس برای افزایش سرعت محاسبات و انجام مطالعه پارامتری استفاده نمود.

کلیدواژه ها:

Aeroacoustics ، K-ω SST ، IDDES ، LES ، ایروآکوستیک ، کا-امگا اس.اس.تی ، آی.دی.دی.ای.اس ، ال.ای.اس