Esquema de dominio de frecuencia de diferencias finitas para la dispersión de sonido por un vórtice con capas perfectamente adaptadas
Autores: Zhang, Yongou; Ling, Zhongjian; Du, Hao; Zhang, Qifan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Esquema de dominio de frecuencia de diferencias finitas para la dispersión de sonido por un vórtice con capas perfectamente adaptadas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Efecto de los vórtices
Propagación del sonido
Algoritmo de predicción
Dominio de frecuencia de diferencia finita
Capas perfectamente adaptadas
Dispersión de vórtices.
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Comprender el efecto de los vórtices en la propagación del sonido es de gran importancia en el campo de la detección de objetivos e imagen acústica. Un algoritmo de predicción de la dispersión de vórtices bidimensionales se realiza en base a un esquema numérico de dominio de frecuencia de diferencias finitas (FDFD) con capas perfectamente adaptadas (PML). En primer lugar, se da la ecuación gobernante para la interacción flujo-sonido basada en la teoría de perturbaciones, y se construye el programa FDFD. Posteriormente, se verifica la independencia de la malla, y el resultado tiene una buena convergencia cuando la malla corresponde a más de 15 nodos por longitud de onda. Luego, se discuten los parámetros computacionales de la PML para lograr mejores condiciones de absorción en el límite. Finalmente, se comparan los resultados de este algoritmo con datos de literatura previa. Los resultados muestran que para diferentes casos de dispersión de vórtices, el coeficiente de absorción debería variar linealmente con la densidad del medio y la frecuencia de la onda incidente. Cuando el grosor del límite de la PML es mayor a 2.5 veces la longitud de onda, el límite de la PML puede absorber el sonido disperso de manera efectiva. Esto proporciona un algoritmo confiable para el estudio numérico del efecto de los vórtices en la propagación del sonido.
Descripción
Comprender el efecto de los vórtices en la propagación del sonido es de gran importancia en el campo de la detección de objetivos e imagen acústica. Un algoritmo de predicción de la dispersión de vórtices bidimensionales se realiza en base a un esquema numérico de dominio de frecuencia de diferencias finitas (FDFD) con capas perfectamente adaptadas (PML). En primer lugar, se da la ecuación gobernante para la interacción flujo-sonido basada en la teoría de perturbaciones, y se construye el programa FDFD. Posteriormente, se verifica la independencia de la malla, y el resultado tiene una buena convergencia cuando la malla corresponde a más de 15 nodos por longitud de onda. Luego, se discuten los parámetros computacionales de la PML para lograr mejores condiciones de absorción en el límite. Finalmente, se comparan los resultados de este algoritmo con datos de literatura previa. Los resultados muestran que para diferentes casos de dispersión de vórtices, el coeficiente de absorción debería variar linealmente con la densidad del medio y la frecuencia de la onda incidente. Cuando el grosor del límite de la PML es mayor a 2.5 veces la longitud de onda, el límite de la PML puede absorber el sonido disperso de manera efectiva. Esto proporciona un algoritmo confiable para el estudio numérico del efecto de los vórtices en la propagación del sonido.