بررسی عددی جریان مماسی سیال عبوری از یک آستر ریزسوراخ‎دار

در این بررسی میدان جریان پس‌زمینه برای مطالعات آکوستیکی روی یک آستر ریزسوراخدار استخراج شده ‎است. برای این منظور، بخشی از یک آستر ریزسوراخ‌دار که در معرض جریان مماسی هوا قرار دارد، به عنوان هندسه مورد مطالعه انتخاب شده است. معادلات ناویراستوکس در حالت سه بعدی به صورت عددی حل شده‎است. برای این منظور شبکه‎ی محاسباتی مناسب با تعداد سلول محاسباتی لازم، ایجاد شده‎است. برای مدل‌سازی اغتشاشات جریان نیز از مدل اغتشاشی k-ε بهره گرفته شده است. برای کاستن از هزینه‎ی محاسبات در ورودی کانال، از شرط مرزی جریان کاملاً توسعه یافته استفاده شده‎است. به منظور صحه‌گذاری، نتایج بدست آمده با نتایج تجربی، مقایسه شده ‎است. اثر عدد ماخ جریان ورودی به کانال بر دو مکانیزم اثر گذار بر رفتار آکوستیکی آستر، یکی مقدار مولفه‎ی عمودی سرعت در دهانه‎ی سوراخ و دیگری مقدار گردابه‎ها در دهانه و پایین دست سوراخ بررسی شده ‎است. با افزایش عدد ماخ در ورودی مجرا، میزان چرخش مولفه‎ ی عمودی سرعت در طول سوراخ افزایش یافته که سبب تغییر در خواص آکوستیکی آستر از جمله امپدانس آن خواهد شد. میزان تولید گردابه‎ها در پایین دست سوراخ نیز با افزایش عدد ماخ، افزایش می‎یابد. نتایج نشان دهنده‎ی افزایش امپدانس آکوستیکی با افزایش عدد ماخ است.

numerical investigation of grazing flow on a micro perforated plate liner

this study investigates the background flow field of a micro-perforated plate (mpp) liner for acoustic analysis under grazing airflow conditions. a segment of the mpp liner is modeled, and the three-dimensional navier-stokes equations are numerically solved using a carefully designed computational mesh. a turbulence model is employed to account for flow disturbances, and a fully developed flow boundary condition is applied at the channel entrance to optimize computational cost. the numerical results are validated against experimental data from previous studies. the impact of flow mach number on two key mechanisms influencing the acoustic behavior of the liner is examined: (1) the vertical velocity component at the hole openings, and (2) vortex generation at and downstream of the holes. as the mach number at the inlet of the duct increases, the amount of rotation of the vertical component of velocity along the hole also increases, which leads to changes in the acoustic properties of the liner, including its impedance. in other words, the generation of vortices downstream of the hole increases with increasing mach number. findings reveal that an increase in mach number leads to higher acoustic impedance, highlighting the complex interplay between flow dynamics and acoustic performance.