بررسی اثر مدل‌های مقیاس زیرشبکه در روش les بر شکل گردابه‌ها و محاسبه صوت منتشر شده با استفاده از معادله فاکس ویلیامز-هاوکینز

مدل‌های زیرشبکه برای پیش‌بینی اثر گردابه‌های کوچک در روش les به‌کار می‌روند و عملکرد آنها در محاسبه تنش رینولدز و انتقال انرژی جنبشی تلاطم به شبکه دارای اهمیت است. در این مقاله به بررسی تاثیر مدل‌های زیرشبکه بر محاسبات صوت آیرودینامیکی پرداخته شده است. بدین منظور از پنج نوع مدل زیرشبکه مختلف شامل smagorinsky-lilly، wmles،wmles s-omega ، wale و ket استفاده شده است. قبل از اعتبارسنجی آکوستیکی، همگرایی آماری هر روش با استفاده از ضرایب آیرودینامیکی برآ، پسا و فشار مورد بررسی قرار گرفته، و مدل wmles s-omega به علت ناپایداری کنار گذاشته شده است. نتایج به‌دست آمده برای سطح فشار صوت با استفاده از داده‌های گزارش شده حاصل از تونل باد ناسا اعتبارسنجی شده است. اعتبارسنجی در باند یک سوم اکتاو و فرکانس پانصد تا هشت هزار هرتز صورت گرفته است. مطالعه الگوی جریان بیانگر تفاوت در پیش‌بینی محل جدایش و مقیاس طولی گردابه‌ها در مدل‌های مختلف است که تاثیر زیادی بر نتایج آیروآکوستیکی و آیرودینامیکی دارد. براساس نتایج به‌دست آمده مدل wale از نظر مقدار صوت و روند تغییرات آن در فرکانس‌های مختلف بهترین دقت را در بین مدل‌های زیرشبکه ارائه نموده است.

investigating the effect of sgs models in the les method on the shape of eddies and calculating the emitted sound by implementing the ffowcs williams–hawkings equation

subgrid models are employed to predict the effect of small eddies in the les method, and their performance is important in calculating the reynolds stress and transferring the kinetic energy of turbulence to the grid. in this paper, the effect of sub-grid scale models in the les method on the calculation of aerodynamic sound is investigated. for this purpose, five different sub-grid scale models including smagorinsky-lilly, wmles, wmles s-omega, wale, and ket have been used. first, the statistical convergence of computational methods has been investigated by employing aerodynamic coefficients, and the wmles s-omega model has been discarded due to aerodynamic instability. the near-wall flow study reveals models’ differences in the prediction of separation location and length-scale of vortices, which has changed the flow pattern. aeroacoustic results obtained for the sound pressure level in the one-third octave band are validated using experimental data for the naca-0012 3d airfoil. based on the obtained results, the wale model has presented the best approximation among different models in terms of the amount and trend of sound changes in different frequencies.