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申请/专利权人：中国科学技术大学
摘要：本发明公开了一种高超声速湍流振动噪声双向宽频流固耦合模拟方法，属于流体噪声振动耦合领域，包括以下步骤：通过计算流体力学（RANS、LES、DES）结合湍流宽频噪声模拟算法（UDSRFG）来计算流体平均力载荷、非定常中低频和高频脉动压力载荷；通过光滑粒子动力学即SPH求解固体结构的热传导和宽频载荷下的热力学响应和形变变形；通过流体和固体物理量的双向传递算法实现高超声速双向宽频流固耦合计算。本发明基于高精度流体有限体积程序和固体光滑粒子动力学方法同时考虑流体和结构两个物理场间的相互作用，联合计算流体力学和计算结构动力学建立考虑壁面弹性振动回馈的流固双向耦合振动模型，克服了当前双向宽频流固耦合振动噪声模拟的困难。
主权项：1.一种高超声速湍流振动噪声双向宽频流固耦合模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，在流体计算的刀片集群中，通过可压缩流动CFD程序对流体进行可压缩RANS雷诺平均或DES分离涡模拟，计算得到流体对结构的平均压力摩擦力或中低频非定常压力摩擦力，从而获得流体对固体的平均或中低频激励；步骤二，进一步提取流体模拟得到的各流固边界点平均湍流动能、湍流耗散率，计算得到当地点的湍流强度和湍流尺度，再通过UDSRFG方法模拟获得0-20kHz的宽频压力脉动载荷，将脉动载荷传递给固体边界；步骤三，在固体计算刀片集群中，固体壳体的振动通过固体SPH算法进行求解，将流体计算得到的压力载荷转换为粒子的加速度，与通过动量方程求得的粒子加速度结合，计算得到固体模型在流体载荷激励作用下发生的宽频运动或变形；步骤四，在流体一个计算时间步间隔内，通过实时滤波方法对固体壳体振动宽频结果进行滤波处理，分离出中、低频信号和高频信号，固体壳体小于1kHz量级的低频振动直接作用于流体运动边界，大于1kHz量级的高频或超高频振动通过统计能量分析方法转换成湍流能量源项以能量辐射的方式引入流体域进行耦合，耦合的大小按与壁面法向距离呈反比进行衰减；步骤五，通过流体和固体物理量的双向传递算法实现流体激励和固体激励数据信息的双向传递和交流，从而完成高超声速宽频双向流固耦合计算。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 中国科学技术大学 一种高超声速湍流振动噪声双向宽频流固耦合模拟方法
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