Ecuaciones de Euler linealizadas para la determinación de matrices de dispersión para configuraciones de orificios y placas perforadas en el régimen de alto número de Mach
Autores: Schulze, Moritz; Wagner, Michael; Sattelmayer, Thomas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2016
Acceso abierto
Artículo científico
2016
Ecuaciones de Euler linealizadas para la determinación de matrices de dispersión para configuraciones de orificios y placas perforadas en el régimen de alto número de Mach
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Interacción
Onda acústica plana
Flujo cortado
Orificio
Placa perforada
Dinámica de Fluidos Computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
La interacción de una onda acústica plana y un flujo cortado se investiga numéricamente para configuraciones de orificio simple y placa perforada en un entorno aislado y no resonante para números de Mach hasta condiciones de estrangulación en los agujeros. Las derivaciones analíticas encontradas en la literatura no son válidas en este régimen debido a las restricciones a números de Mach bajos y condiciones incompresibles. Para permitir un estudio de parámetros sistemático y detallado, se utiliza una metodología híbrida de Dinámica de Fluidos Computacional/Aeroacústica Computacional (CFD/CAA) de bajo costo. Para las simulaciones CFD, se emplea un modelo estándar de Navier-Stokes promediado por Reynolds (RANS), mientras que las simulaciones CAA se basan en ecuaciones de Euler linealizadas transformadas en el espacio de frecuencia (LEE), que se discretizan en un método de Elementos Finitos estabilizado. Los tiempos de simulación del orden de segundos por frecuencia permiten un estudio de parámetros detallado. A partir de la aplicación del Método de Múltiples Micrófonos junto con el procedimiento de localización de dos fuentes, se calculan matrices de dispersión acústica y se comparan con hallazgos experimentales que muestran muy buena concordancia. Las propiedades de dispersión se presentan en forma de matrices de dispersión para un rango de frecuencia de 500-1500 Hz.
Descripción
La interacción de una onda acústica plana y un flujo cortado se investiga numéricamente para configuraciones de orificio simple y placa perforada en un entorno aislado y no resonante para números de Mach hasta condiciones de estrangulación en los agujeros. Las derivaciones analíticas encontradas en la literatura no son válidas en este régimen debido a las restricciones a números de Mach bajos y condiciones incompresibles. Para permitir un estudio de parámetros sistemático y detallado, se utiliza una metodología híbrida de Dinámica de Fluidos Computacional/Aeroacústica Computacional (CFD/CAA) de bajo costo. Para las simulaciones CFD, se emplea un modelo estándar de Navier-Stokes promediado por Reynolds (RANS), mientras que las simulaciones CAA se basan en ecuaciones de Euler linealizadas transformadas en el espacio de frecuencia (LEE), que se discretizan en un método de Elementos Finitos estabilizado. Los tiempos de simulación del orden de segundos por frecuencia permiten un estudio de parámetros detallado. A partir de la aplicación del Método de Múltiples Micrófonos junto con el procedimiento de localización de dos fuentes, se calculan matrices de dispersión acústica y se comparan con hallazgos experimentales que muestran muy buena concordancia. Las propiedades de dispersión se presentan en forma de matrices de dispersión para un rango de frecuencia de 500-1500 Hz.