Ansys Fluent Aeroacoustics 应用

探索 Ansys Fluent 在气动声学领域的前沿功能，彻底改变各行各业解决降噪和提高音质的方式。

了解气动声学

气动声学是声学的一个分支，它处理湍流流体运动产生的噪声以及这些声音通过流体介质（如空气）的传播。这个领域在工程中至关重要，因为噪声污染会影响人类健康、环境质量和产品性能。工程师使用气动声学研究来设计更安静的飞机，降低汽车设计中的噪声，改善 HVAC 系统的声学效果，以及控制气流产生的声音很重要的许多其他应用。

气动声学的重要性不仅限于舒适性和环境问题;它在遵守法规和标准方面也发挥着重要作用。通过了解声音产生和传播的基本原理，工程师可以创建最大限度地减少声学足迹的设计，从而生产出不仅更悦耳，而且在市场上更具竞争力的产品。

什么是声音？

声音是人耳能听到的“压力干扰”！声压是指声波引起的与环境大气压力的局部压力变化。当声波穿过空气等介质时，它会引起压缩和稀疏，从而导致压力波动。声压与静压不同，因为后者是指流体在表面或体积内施加的力（图 1）。

 

图 1. 静压与声压

 

声压级（spl）的单位是dB，不同常见声音的spl变化如图2所示。

 

图 2. 一些常见声音的声压级

spl 频率图显示了声音与音调噪声、相应谐波和宽带噪声的特性（图 3）。对于工程师来说，这是一个有用的工具，可以更好地了解声音的产生方式和位置，从而可以减少声音！   

 

图 3. 声波的声压级和频率特性

Ansys Fluent 用于气动声学仿真的主要功能

Ansys Fluent 是一款功能强大的计算流体动力学 (CFD) 软件，广泛用于气动声学模拟。它提供了一套全面的工具来建模和分析流体流动和声学现象。Ansys Fluent 的主要功能包括高级湍流建模功能、一系列声学模型（例如 Lighthill 类比、FW-H（Ffowcs Williams-Hawkings）方程和宽带噪声源模型）。此外，Fluent 的用户友好界面允许高效设置复杂的模拟，并能够处理非稳定流和瞬态噪声预测。

Ansys Fluent 还可与其他 Ansys 工具无缝集成，实现能够捕捉空气动力学、声学和结构力学之间相互作用的多物理场模拟。这种整体方法对于准确预测复杂系统的噪声特性和设计有效的降噪策略至关重要。

应用 

一个示例应用是螺旋桨的空气动力学和气动声学模拟。螺旋桨将以 3770 rpm 的速度旋转，麦克风将收集声学信号以提供特征声波轮廓。声学模拟将遵循稳定的 CFD 模拟。（图 4） 

 

 

图 4. 示例应用程序