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Dynamics >>16
STAR-CD
v3.15에서의 공기음향 해석
궁극적으로는 소음억제를 목표로 공기음향 현상을 포획함으로써
이해하기 위하여 현재 중대한 일반적인 관심이 CFD 방법을 사용하는
것에
보여지고 있습니다. 이것은
안락함, 안전, 부품 파손 회피, 소음 법규 충족 등의 많은 이유 때문에 중요하며, 대부분의 산업 분야와 관계가 있고 자동차, 철도,
우주항공,
해양 산업 등이 전형적인 예입니다.
STAR-CD는 공기 음향 소음 예측을 위하여 두개의 방법을 제공합니다.
첫번째는 본질적으로 broad-band 난류를 기본 으로 한 전단소음
quadrupoles를
포획하는 것을 목표로 하며, 그를 위하여
종합적으로 다루는 해결방법이 사용됩니다. 두번째는 공명할 때
coherent oscillating
유동 구조로 부터 발생하는 음향 압력 fluctuations를 직접 포획하기 위하여
time-accurate 계산이 사용됩니다.
종합하는 해결방법은 유동장에서 난류 전단소음 분포를 어림하기
위하여 정상상태 시뮬레이션으로부터 난류장 데이터를 사용합니다. 그림 1과
2는 표면에 설치된 side mirror와 wing flap 주위의 공기음향 source를 보입니다. 소음 종합법은 STAR-CD V3.15에서 공개되는
새로운 특징입니다. 두번째 방법은 대개는 coherent 유동 소음
(때로 dipole 소음, 공명, buffeting, 또는
wind-throb)의 예측을 위하여 최근에 사용되었던 STAR-CD가 전부터 가지고 있었던 역량을 이용합니다.
이것은 주로 유체가 표면과 상호 작용(대류와 압력파가 결합된 효과)하여 유동 내에
oscillations을 생성하는 것에 기인합니다.
Figure
1 : Side Mirror Figure
2 : Wing flap Figure
3 : Pressure vs Time
Figure
4 : PRMS vs frequency
Figure
5 : 3-D Geometry
우리는 STAR-CD의
표준적인 특징인 standard RANS 난류 모델과 transient solver를 사용하여 시뮬레이션이 대단히 사용가능함을 증명하였습니다.
그림 3,4,5는 자유 유동 마하 수가 0.85인 비행기 구조물 deep
cavity의 음향 거동을 보입니다. Cavity vorticity
animation이 역시 우리 web site인 www.cd-adapco.com
에서
download할 수 있습니다.
다른 예에서는 wind deflector의 이점을 주파수에 대한 음압수준(SPL)에서 볼 수 있습니다. 그림 6은 sunroof buffeting 적용에 대하여 STAR-CD의 예측이
음향 tonal mode의 억제와 전체적인 decibel 수준 감소를 증명함을 보입니다.
중요한 고려 사항은 3차원 계산의 실행시간이
합리적이어야 하는 것입니다. 오십만 개의 cell이 있는 해석은 Fully limit- cycled인 많은 oscillations을 생성하기에 통상적으로
8개의 400MHz parallel nodes에서 100시간이 안 걸립니다.
마지막으로 여러분의 소음 문제가 broad-band 기준이거나 공명이거나 간에 STAR-CD는 여러분이 해를 찾도록
도울 수 있다고 믿습니다.
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