Modulparameter
In diesem Abschnitt werden die Einstellungen für das Schallmodul erläutert.
Klicken Sie unter "Physik-Modul" auf Schall (Acoustic). In der Eigenschaftenkonsole müssen die folgenden Schallparameter angegeben werden:
• Analysetyp (Analysis type) – In Creo Flow Analysis stehen drei Analysetypen des Schallmoduls zur Verfügung. Diese sind Breitbandquelle (Broadband Source), Lighthill-Spannung (Lighthill Stress) und Ffwocs Williams Hawkings-Modell (Ffwocs Williams Hawkings Model), wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
Abbildung 2. Arten der Schallanalyse
• Fernfeld-Dichte (Far Field Density) – Die Fernfeld-Dichte ist die Flüssigkeitsdichte in dem Bereich, der weit von der Quelle entfernt ist.
• Fernfeld-Schallgeschwindigkeit (Far Field Sound Speed) – Die Fernfeld-Schallgeschwindigkeit ist die Schallgeschwindigkeit in dem Bereich, der weit von der Quelle entfernt ist.
Breitbandquelle
Die Breitbandquelle dient zur Modellierung der Schallquellen, nicht aber zur Modellierung der Ausbreitung des Schalls zu den Empfängern, wie etwa einem Mikrofon oder einem Ohr. Für das Breitband-Rauschen wird angenommen, dass es ein kontinuierliches Spektrum hat, bei dem die Schallleistung auf mehrere verschiedene Frequenzen verteilt ist. Diese Modelle können die Stärke von Rauschquellen aufgrund von Effekten wie turbulenter Grenzschichtströmung oder turbulenter Vermischung vorhersagen. Die Breitband-Rauschquellenmodelle sind sowohl für stationäre als auch für transiente Simulationen verfügbar.
Folgende zusätzliche Optionen sind für das Breitbandquellmodell verfügbar:
• Quelltyp (Source Type) – Der Quelltyp kann entweder "Fläche" (Surface) oder "Volumen" (Volume) sein, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
Abbildung 3. Quelltyp
◦ Fläche (Surface) – Mit dieser Option kann der Benutzer eine Flächenberandung als Quelle auswählen.
◦ Volumen (Volume) – Mit dieser Option kann der Benutzer ein Volumen als Quelle auswählen.
• Modell (Model)
– Das Modell hängt vom Typ der ausgewählten Quelle ab. In der Dropdown-Liste "Modell" (Model) sind folgende Optionen verfügbar:
◦ Curle (Curle) – Dieses Modell ist nur für den Quelltyp Fläche (Surface) verfügbar. Dies ist ein Breitband-Quellmodell für das Rauschen, das von der turbulenten Schubschicht erzeugt wird. Das Modell berechnet die Schallleistung der Fläche und hängt von den Gleichungslöservariablen aus den Modulen "Flow" und "Turbulenz" ab.
◦ Skalierungsgesetz (Scaling Law) – Dieses Modell wird mit den Quelltypen Fläche (Surface) und Volumen (Volume) verwendet. Das Modell verwendet eine Verteilung von Quellen, um sich der Schallleistung anzunähern, die durch turbulente Fluktuationen in der Strömung erzeugt wird. Diese Quellen werden basierend auf den turbulenten Energie- und Dissipationsfeldern berechnet, die aus einer Strömungssimulation erhalten werden.
◦ Proudman (Proudman) – Dieses Modell ist nur für den Quelltyp Volumen (Volume) verfügbar. Es berechnet die Schallleistung in den Volumen, die die Geräuschquellen enthalten; z.B. Bereiche um Ventilatorblätter, turbulente Mischströmungen in Kanälen, Wärmetauschern usw. Die Schallleistung ist eine Funktion der turbulenten kinetischen Energie, der Turbulenzdissipationsrate, der Dichte und der Schallgeschwindigkeit.
Modell für Flächenquelle  | Modell für Volumenquelle  |
Lighthill-Spannung
Die Lighthill-Gleichung ist eine Form der inhomogenen Wellengleichung, die die Ausbreitung von Schallwellen in einem Flüssigkeitsfluss beschreibt. Die Lighthill-Spannung ist ein Maß für die Schallquellen in einem Flüssigkeitsfluss, die primär auf Turbulenzen zurückzuführen sind. Sie stellt die Kraft dar, die die Flüssigkeit auf das umgebende Medium ausübt, das Schallwellen erzeugt, und ist der Quellen-Term in der Lighthill-Gleichung. Das vorliegende Modell ermöglicht die Anzeige der Lighthill-Spannungen in der Fluiddomäne und damit die Identifizierung der Quellen.
Der zusätzliche Parameter, der unter dieser Analyse angegeben werden muss, ist:
• Fernfeld-Druck (Far Field Pressure) – Dies ist der Druck in dem Bereich, der weit von der Quelle entfernt ist.
Ffowcs Williams Hawkings-Modell (FWH)
Dieses Modell berechnet die Schallausbreitung von der Quelle zu den Empfängern. Daher kann es für den Vergleich mit experimentellen Daten verwendet werden. Dieses Modell ist nur für die transienten Simulationen anwendbar. Es kann sowohl eine Berandungs- als auch eine Volumenquelle angegeben werden.
Der zusätzliche Parameter, der unter dieser Analyse angegeben werden muss, ist: Fernfeld-Druck (Far Field Pressure).