Un método acoplado de LES-sintetización de turbulencia para la predicción del ruido de chorro
Autores: Blake, Joshua D.; Sescu, Adrian; Thompson, David; Hattori, Yuji
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un método acoplado de LES-sintetización de turbulencia para la predicción del ruido de chorro
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Simulación de grandes remolinos
Predicciones de ruido de chorro
Modelo de turbulencia sintética
Ecuaciones de Euler linealizadas
Ruido en el campo cercano
Contenido de alta frecuencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Las predicciones de ruido de chorro basadas en simulaciones de grandes remolinos (LES) no resuelven todo el espectro de ruido de banda ancha, a menudo subestimando las altas frecuencias que corresponden a la turbulencia de pequeña escala no resuelta. Se presenta el modelo de turbulencia sintética acoplada a LES (CLST), que tiene como objetivo modelar las altas frecuencias que faltan. El método CLST resuelve las fluctuaciones turbulentas de gran escala a partir de simulaciones de grandes remolinos de malla gruesa (CLES) y modela las fluctuaciones de pequeña escala generadas por un método de remolino sintético (SEM). El ruido se predice utilizando una formulación de las ecuaciones de Euler linealizadas (LEE), donde las ondas acústicas son generadas por términos fuente de las fluctuaciones combinadas de los CLES y los campos estocásticos. Se tiene en cuenta el barrido y la tensión de los remolinos sintéticos al convectarlos con las grandes escalas turbulentas del campo de flujo de CLES. Se predice el ruido de campo cercano de un chorro a Mach 0.9 a un número de Reynolds de 100,000 con LES. Se utiliza un algoritmo numérico de alto orden, que involucra un esquema de preservación de la relación de dispersión para la discretización espacial y un esquema de Adams-Bashforth para el avance temporal, tanto para los solucionadores de LES como de LEE. Se comparan los espectros de ruido de campo cercano del solucionador de LES con resultados publicados. Se aplica un filtrado al campo de flujo de LES para producir un campo de flujo CLES sub-resuelto, y una comparación con los espectros de LES no filtrados revela el ruido faltante para este caso. El método CLST recupera el contenido de alta frecuencia filtrado, concordando bien con los espectros de LES y mostrando promesas para modelar el rango de alta frecuencia en el espectro de ruido acústico a un costo razonable.
Descripción
Las predicciones de ruido de chorro basadas en simulaciones de grandes remolinos (LES) no resuelven todo el espectro de ruido de banda ancha, a menudo subestimando las altas frecuencias que corresponden a la turbulencia de pequeña escala no resuelta. Se presenta el modelo de turbulencia sintética acoplada a LES (CLST), que tiene como objetivo modelar las altas frecuencias que faltan. El método CLST resuelve las fluctuaciones turbulentas de gran escala a partir de simulaciones de grandes remolinos de malla gruesa (CLES) y modela las fluctuaciones de pequeña escala generadas por un método de remolino sintético (SEM). El ruido se predice utilizando una formulación de las ecuaciones de Euler linealizadas (LEE), donde las ondas acústicas son generadas por términos fuente de las fluctuaciones combinadas de los CLES y los campos estocásticos. Se tiene en cuenta el barrido y la tensión de los remolinos sintéticos al convectarlos con las grandes escalas turbulentas del campo de flujo de CLES. Se predice el ruido de campo cercano de un chorro a Mach 0.9 a un número de Reynolds de 100,000 con LES. Se utiliza un algoritmo numérico de alto orden, que involucra un esquema de preservación de la relación de dispersión para la discretización espacial y un esquema de Adams-Bashforth para el avance temporal, tanto para los solucionadores de LES como de LEE. Se comparan los espectros de ruido de campo cercano del solucionador de LES con resultados publicados. Se aplica un filtrado al campo de flujo de LES para producir un campo de flujo CLES sub-resuelto, y una comparación con los espectros de LES no filtrados revela el ruido faltante para este caso. El método CLST recupera el contenido de alta frecuencia filtrado, concordando bien con los espectros de LES y mostrando promesas para modelar el rango de alta frecuencia en el espectro de ruido acústico a un costo razonable.