【声学案例】04：亥姆霍兹腔

本案例利用XFlow计算亥姆霍兹共振腔中的声学情况。来自XFlow软件随机tutorials。

声学模块放置于Expert模式中，默认情况下并不开启。

• 选择菜单Option → Preferences弹出设置对话框

• 选择Application，设置Application mode为Expert

• 点击set按钮设置xflow为专家模式

• 选择菜单Geometry → import a new geometry打开文件选择对话框，导入几何文件Helmholtz.igs

• 弹出的选项设置对话框中，设置model Coordinate System为Vertical:Z axis，点击OK按钮导入几何

导入的几何模型如图所示。

• 进入Environment标签页

• 设置Analysis type为Internal

• 其他参数保持默认

• 切换至Materials标签页

• 采用默认材料参数

• 切换至Geometry标签页

• 选中入口表面，点击右键菜单Apply boundary conditions to faces

• 模型树中修改Surface1的名称为inlet

• 设置Boundary conditions为Velocity，设置X方向速度为7.76 m/s

• 选中入口表面，点击右键菜单Apply boundary conditions to faces

• 模型树中修改Surface2的名称为outlet

• 设置Boundary Conditions为Pressure outlet，并设置Gauge pressure law为0

由于要计算的是腔体内流，因此需要转换法向方向

• 图形窗框中选中几何体，右键菜单中选择Reverse orientation

最终几何体如图所示。

切换至Simulation标签页

• 设置Simulation time为0.02 s

• 设置Resolved scale为0.0005 m

• 设置Frames frequency为5000 Hz

• 激活选项Vorticity

• 创建检测点（0.01 -0.003 -0.005）

• 其他参数如图所示

• 点击右键按钮Run → Start computation开始计算

7.1 查看涡分布

• 切换至Post-Processing标签页

• 设置Interpolation mode为Convolution

• 激活VolUmetric field显示，变量选用Vorticity，设置Transference law为a

• 点击工具栏按钮Analysis settings，在弹出的对话框中设置Vorticity范围为0~15000，如下图所示

在0.02s时刻涡量分布如下图所示。

7.2 显示监测位置静压分布

• 在Function Viewer点击鼠标右键，选择菜单项Probes → Probe 1 → Static pressure显示监测点静压随时间分布曲线

分布曲线如下图所示。

7.3 静压频域分布

• 在Function Viewer点击鼠标右键，选择菜单项Data management → Set graph to [Frequency space] mode显示静压频域分布

分布曲线如图所示。

7.4 声压级分布

• 在Function Viewer点击鼠标右键，选择菜单项Data management → Set graph to [SPL freq] model显示声压级与频率关系曲线

放大x轴至0~3500，观察声压级分布，如下图所示。

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道