Simulación en dominio de tiempo de ondas de sonido utilizando el algoritmo de hidrodinámica de partículas suavizadas con viscosidad artificial
Autores: Li, Xu; Zhang, Tao; Zhang, Yong Ou
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2015
Acceso abierto
Artículo científico
2015
Simulación en dominio de tiempo de ondas de sonido utilizando el algoritmo de hidrodinámica de partículas suavizadas con viscosidad artificial
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Hidrodinámica de partículas suavizadas
Problemas acústicos
Viscosidad artificial
Cálculo de ondas sonoras
Función de núcleo de suavizado
Espaciado de partículas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
La hidrodinámica de partículas suavizadas (SPH), como un método lagrangiano y sin malla, se supone que es útil para resolver problemas acústicos, como ruido de combustión, acústica de burbujas, y ha sido gradualmente utilizado en el cálculo de ondas sonoras. Sin embargo, las oscilaciones no físicas en la simulación de ondas sonoras no pueden ser ignoradas. En este documento, se añade un término de viscosidad artificial al algoritmo SPH estándar utilizado para resolver ecuaciones de ondas acústicas linealizadas. Se construyen algoritmos SPH con o sin viscosidad artificial para calcular la propagación del sonido y la interferencia en el dominio del tiempo. Luego, se discuten los efectos de la función del núcleo suavizante, el espaciado de partículas y el número de Courant en los algoritmos SPH de ondas sonoras. Después de comparar los resultados de la simulación SPH con las soluciones teóricas, se muestra que el resultado del algoritmo SPH con el término de viscosidad artificial añadido alcanza una buena concordancia con la solución teórica al reducir efectivamente las oscilaciones no físicas. Además, se proponen parámetros computacionales adecuados de los algoritmos SPH mediante el análisis de los errores de presión sonora para simular ondas sonoras.
Descripción
La hidrodinámica de partículas suavizadas (SPH), como un método lagrangiano y sin malla, se supone que es útil para resolver problemas acústicos, como ruido de combustión, acústica de burbujas, y ha sido gradualmente utilizado en el cálculo de ondas sonoras. Sin embargo, las oscilaciones no físicas en la simulación de ondas sonoras no pueden ser ignoradas. En este documento, se añade un término de viscosidad artificial al algoritmo SPH estándar utilizado para resolver ecuaciones de ondas acústicas linealizadas. Se construyen algoritmos SPH con o sin viscosidad artificial para calcular la propagación del sonido y la interferencia en el dominio del tiempo. Luego, se discuten los efectos de la función del núcleo suavizante, el espaciado de partículas y el número de Courant en los algoritmos SPH de ondas sonoras. Después de comparar los resultados de la simulación SPH con las soluciones teóricas, se muestra que el resultado del algoritmo SPH con el término de viscosidad artificial añadido alcanza una buena concordancia con la solución teórica al reducir efectivamente las oscilaciones no físicas. Además, se proponen parámetros computacionales adecuados de los algoritmos SPH mediante el análisis de los errores de presión sonora para simular ondas sonoras.