高雷诺数流固声耦合的大涡模拟

作     者：朱力行 吴霆 何国威 Lixing Zhu;Ting Wu;Guowei He

作者机构：The State Key Laboratory of Nonlinear MechanicsInstitute of MechanicsChinese Academy of SciencesBeijing100190China School of Engineering ScienceUniversity of Chinese Academy of SciencesBeijing100049China 

基　　金：Basic Science Center Program of the National Natural Science Foundation of China for“Multi-scale Problems in Nonlinear Mechanics”(Grant No.11988102) National Key Project(Grant No.GJXM92579) 

出 版 物：《Acta Mechanica Sinica》 (力学学报（英文版）)

年 卷 期：2022年第38卷第10期

页      码：38-55页

摘      要：高雷诺数流固声耦合的大涡模拟是湍流和计算流体力学的前沿领域.它可以用于飞机、潜艇和新能源汽车的舱内噪声预测.本文设计了槽道湍流激励下的平板-空腔系统作为典型案例,研究了大涡模拟方法用于高雷诺数流固声耦合系统的可能性.我们的数值结果表明,基于动态Smagorinsky模型的大涡模拟方法得到的振动声学响应与直接数值模拟接近,但是在高频部分低估了振动声学响应,并在低频部分高估响应.其主要原因在于大涡模拟未能准确预测壁面压力时空能谱,而时空能谱决定了流固声耦合系统的振动声学响应.通过Corcos模型激励的Euler-Bernoulli梁的理论分析,我们确认了不准确壁面压力时空能谱影响振动声学响应的机制.最后,本文工作表明了有必要通过发展新型的亚格子项模型,提升壁面压力时空能谱的预测精度,最终实现大涡模拟方法对高雷诺数流固声耦合系统的准确预测.

主 题 词：大涡模拟 计算流体力学 低频部分 直接数值模拟 新能源汽车 壁面压力 高雷诺数 前沿领域 

学科分类：080704[080704] 080103[080103] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1007/s10409-022-22019-8

馆 藏 号：203114533...