ANSYS ادامه مقدمه. محاسبه آکوستیک در Ansys CFX شبیه سازی امواج صوتی در جریان ansys

تجزیه و تحلیل آکوستیک در ANSYS Mechanical 15.0

سرگئی خورولف
مهندس پشتیبانی فنی ، گروه شرکت های PLM Ural - Delkam-Ural

بیش از 40 سال ، ANSYS ، Inc. خطی از محصولات خود را برای محاسبات مهندسی ایجاد می کند و به طور مرتب نسخه های به روز شده را منتشر می کند ، به نیازها و خواسته های کاربران گوش می دهد. گروه شرکتهای "PLM Ural" - "Delkam-Ural" همچنان به خوانندگان مجله در مورد نوآوری های نسخه مهندسی اطلاع می دهد نرم افزار ANSYS 15.0. در این انتشار ، محصولات نرم افزاری برای حل مشکلات صوتی و ویبره آکوستیک متمرکز خواهد شد.

مدل سازی آکوستیک

در نسخه 15.0 ANSYS به شما امکان می دهد تا منشاء ، انتشار ، انتشار ، جذب و بازتاب امواج فشار صدا را در یک محیط صوتی بررسی کنید. آکوستیک در ANSYS مکانیک یک کتابخانه کامل از عناصر محدود آکوستیک ، مجموعه بزرگی از خواص صوتی مواد ، تعامل ساختاری-آکوستیک مزدوج برای حل مشکلات لرزه ای ، عملکرد بالا راه حل ها ، برنامه های کاربردی برای مجوز Multiphysics ANSYS. آنالیز آکوستیک قبلاً فقط در مکانیکال APDL (ANSYS "کلاسیک") موجود بود ، اما با ظهور ماژول ACT (برنامه شخصی سازی ابزار) ، اکنون در ANSYS Workbench اجرا شده است.

با استفاده از قابلیت های صوتی بسته می توانید بسیاری از مشکلات فوری مانند: از بین بردن نویز در اتومبیل ها را حل کنید. به حداقل رساندن سر و صدا در دستگاه های تولید؛ آکوستیک ساختمان ها و سازه ها؛ طراحی سمعک؛ تحقیق در مورد هیدرواستیک توسعه سونارها ، بلندگوها ، فیلترهای صوتی ، صدا خفه کن و دستگاه های مشابه دیگر. اکتشافات ژئوفیزیکی؛ aeroacus tica. همه این کارها هم در یک تخت و هم در یک حجم حجمی با استفاده از ماژول های مودال ، هارمونیک و گذرا حل می شوند (موقتی وi و دامنه فرکانس) ، و همچنین جفت شدن کامل یا یک طرفه محاسبات برای حل مشکلات ویبراتواستاتیک.

در آنالیز مودال ، فرکانسهای طبیعی و حالتهای ارتعاش تعیین می شوند. تعیین امپدانس و تعامل ساختاری به عنوان شرایط مرزی امکان پذیر است. حل کننده های استفاده شده شامل روش های Lanczos ، Subspace ، Damped و Matrix غیر متقارن هستند (بلوک لنچوها ، Subspace ، نمناک و نامتقارن).

تجزیه و تحلیل هارمونیک پاسخ سیستم را به عنوان تابعی از فرکانس درایو بر اساس سرعت جریان حجمی یا فشار درایو محاسبه می کند. پاسخ سیستم به موقع در بارهمنطقه هفتم در آنالیز غیر ثابت (گذرا) تعریف شده است.

Workbench همچنین وسیله ای برای انتقال نیروهای الکترومغناطیسی از ماژول ماکسول به مکانیکی دارد. این در طراحی سازه هایی که لرزش های مکانیکی ایجاد شده توسط نیروهای الکترومغناطیسی منشأ نویز قابل توجهی هستند ، مفید است.

ویبروآکوستیک

وظایف ارتعاش آویز شامل ارزیابی تأثیر بر ساختار تأثیرپذیری سر و صدا و لرزش است. نسخه ANSYS 15.0 تجزیه و تحلیل لرزاننده کامل (مفید برای حل مشکلات هیدرواستیک) یا جفت یک طرفه از دو نوع محاسبه را ارائه می دهد.

جفت یک طرفه برای محاسبات آکوستیک یک سازه تا زمانی که اثر صوتی بر روی آن نادیده گرفته شود ، مؤثرتر است. نتایج تجزیه و تحلیل ساختاری در این مورد به عنوان تحریک آکوستیک استفاده می شود. تجزیه و تحلیل ساختاری (ویژه یا کامل) و آکوستیک در دو ماژول آنالیز هارمونیک مختلف ارائه شده است. سرعت لرزش گره های مدل با استفاده از پیوندی در نمودار پروژه به تجزیه و تحلیل صوتی هارمونیک منتقل می شود. علاوه بر این ، داده ها می توانند با استفاده از پرونده های External Data یا ASI به خارج منتقل شوند ، که برخلاف پیوندهای قبلی ، از یک توری سازه پشتیبانی می کنند.

با ترکیب کامل ، می توان معادلات ساختاری و آکوستیک را با استفاده از روش ماتریس نامتقارن یا متقارن حل کرد - دومی کارآمدتر است. تجزیه و تحلیل لرزش صوتی کاملاً همراه همچنین شامل تعامل با عناصر پیزوالکتریک است که به نوبه خود به شما امکان می دهد تا بسیاری از مشکلات نزدیک را حل کنید ، تا طراحی حسگرها و بلندگوها.

بارها و شرایط مرزی

هنگام حل مشکلات ویبرواکوستیک ، بارهای مربوطه و شرایط مرزی تنظیم می شوند.
اول از همه ، اینها منابع فشار صدا هستند که می توانند موج هواپیما باشند (قسمت جلوی آن شکل هواپیما را دارد) ، تک قطبی ، دو قطبی و غیره.

علاوه بر این ، شما می توانید سرعت انتشار موج (همچنین به عنوان تابعی از فرکانس) ، منبع جرم در معادله موج (باعث حرکت امواج فشار در همه جهات) ، امپدانس و ضریب جذب (هر دو به عنوان عملکرد فرکانس) را تعیین کنید. ...

پراکندگی صدا

آکوستیک مطالعات پراکنده شدن را به عنوان یک فرآیند انجام می دهد: امواج صوتی توسط اشیاء جامد پراکنده می شوند یا در هنگام انتشار یک فضای غیرهمگن (مثلاً امواج صوتی در آب دریا که از زیر دریایی در می آیند) پراکنده می شوند.

بر روی ساختار انتشار

مدل مسئله آکوستیک معمولاً ساختاری است که در یک محیط ایده آل بی نهایت همگن غوطه ور است. در FEM ، برای کاهش هزینه منابع کامپیوتر و زمان مهندسی ، لازم است که منطقه مورد نظر کاهش یابد. شرایط جذب موج به ما اجازه می دهد تا بخش کوچکتری از منطقه را شبیه سازی کنیم و فرض کنیم که امواج خروجی بدون بازتاب از بیرون پخش می شوند. سه نوع شرایط جذب موج وجود دارد:

شرایط لایه های کاملاً مطابقت لایه های عنصر محدود با جذب فشار هستند که به منظور کوتاه کردن مش یک دامنه FE باز در تحلیل هارمونیک طراحی شده اند. این روش در تحلیل های معین و غیر ثابت کاربرد ندارد.

مرز تابشی - نسبت فشار و میزان انتشار موج ، ضریب جذب را محدود می کند.

عناصر سیال نامتناهی (محیط نیمه نامتناهی) - تعریف عناصر جذب کننده مرتبه دوم (به عنوان مثال FLUID130 یا FLUID129) در مرز قسمت مدل شده از محیط.

نتایج پردازش

نتایج به دست آمده در محاسبه می تواند نه تنها به قسمت نزدیک (شبکه FE) بلکه به موارد دور نیز مربوط باشد. پردازش میدان دور به شما امکان می دهد برای ترسیم نقشه ، یک نقطه را در فاصله ، خارج از شبکه ، انتخاب کنید.

پس از حل مشکل آکوستیک ممکن است لازم باشد برخی از پارامترهای انتشار آکوستیک برای سیستم محاسبه شود. به عنوان مثال ، توان ورودی و توان خروجی ، از دست دادن بازده ، میرایی و از دست دادن انتقال.

عملکرد راه حل تجزیه و تحلیل هارمونیک

دو روش برای حل آنالیز هارمونیک وجود دارد. یک ، روش کامل ، معادله ماتریس را در هر فرکانس حل می کند. دوم ، VT (Variation Technology) ، یک روش جایگزین راه حل است که مبتنی بر الگوریتم جابجایی هارمونیک روش کامل است و تجزیه ماتریس را با نرخ نمونه انجام می دهد و جابجایی فرکانس سریع را انجام می دهد. روش VT از مواد / بارهای وابسته به فرکانس ، الگوریتم متقارن متقارن ، مواد سوراخ دار پشتیبانی نمی کند (یعنی شامل حفره ها یا در نظر گرفتن آنها) ، جفت گیری یک طرفه و دو طرفه (ویبرواکوستیک) را پشتیبانی نمی کند.

فشار در فرکانس 700 هرتز

نمونه برنامه ها

برخی از بارزترین نمونه های طرح هایی که نیاز به آنالیز آکوستیک دارند کالاهای مصرفی مانند بلندگوها و صدا خفه کن ها هستند.

تحلیل کامل صوتی کونژوگه همچنین نقش مهمی در طراحی تشدید کننده ربع موج دارد. برای کاهش سطح فشار صدا ، صفحه های آن از لوله هایی با قطر و طول های مختلف مونتاژ می شوند. جذب فشار صدا در فرکانس های خاص توسط پنل تشدید کننده نیز به دلیل اصطکاک ویسکوز داخلی اتفاق می افتد.

صدا خفه کن بازتابی

نتیجه

گروه شرکتهای "PLM Ural" - "Delkam-Ural" نماینده مجاز شرکت ANSYS، Inc. در قلمرو روسیه و CIS بیش از 20 سال است و مشغول مشاوره ، مهندسی ، اجرای نرم افزار ، پشتیبانی فنی و آموزش است. شرکت ما دارای پرسنلی از متخصصان فنی بسیار ماهر است که با داشتن سالها تجربه در انجام محاسبات مختلف توسط توسعه دهنده تأیید شده اند ما می خواهیم که انتشارات برای خوانندگان جالب باشد ، از همین رو از شما دعوت می کنیم در انتخاب مناسب ترین موضوعات برای بحث در صفحات مجله شرکت کنید. ما در سایتهایمان منتظر آرزوهای شما هستیم (www.cae-club.ru ،
www.cae-expert.ru)! همچنین در مورد منابع ما می توانید موارد مفیدی و جالب زیادی را برای خودتان پیدا کنید!

طنین انداز

1 امپدانس آکوستیک عبارت است از نسبت دامنه پیچیده فشار صدا به سرعت ارتعاش حجمی (دومی به محصول جزء عادی منطقه با سرعت ارتعاش توسط منطقه ای که برای آن امپدانس آکوستیک تعیین می شود اشاره دارد).

2 مش مشبک عنصر محدود سازه ای است که در آن سطوح تماس با گره های مشترک قرار دارند.

3 مونوپول یک پرتاب کننده ایده آل است که موج کروی متقارن و متفاوتی ایجاد می کند.

4 Dipole - دو تک قطبی با همان مدول و مخالف با سرعت حجم جهت ، در مقایسه با طول موج در فاصله کمی قرار دارند.

5 پراکندگی یک فرایند فیزیکی کلی است که در آن برخی از انواع تشعشعات مانند نور ، صدا یا ذرات متحرک به دلیل وجود یک یا چند ناهمگونی موضعی در محیط مجبور به انحراف از یک مسیر مستقیم می شوند.

با تکمیل پلتفرم اصلی COMSOL Multiphysics with با ماژول آکوستیک ، به روش های تخصصی ارتعاش و صدا لرزش صوتی دسترسی پیدا می کنید که باعث افزایش قابلیت های بسته نرم افزاری COMSOL می شود.

ماژول Acoustics شامل ابزاری برای مدل سازی کارهای زیر است:

• جذب کننده ها و میراگرها
• ماسک آکوستیک
• انتشار صدا
• جریان های صوتی

• میکروفون
• دستگاه های تلفن همراه
• فرم اتاقها و سازه های نوسان کننده
• صدا خفه کن

• وظایف آکوستیک بیولوژیکی
• امواج صوتی فله (BAW - BAW)
• آکوستیک سالن کنسرت
• آکوستیک همرفت
• عدم ثبات احتراق
• فلومترس Coriolis
• آکوستیک داخلی اتومبیل
• پخش کننده
• مبدل های الکتروواستاتیک
• متر جریان
• سر و صدای جریان سیال
• فرکانس تعامل مایعات و ساختار دامنه
• سمعک
• مشخصات ضربه
• سر و صدای موتور
• بلندگوها
• حسگرهای صوتی میکروالکترومکانیکی
• میکروفن های میکروالکترومکانیکی

• آلات موسیقی
• سر و صدا و لرزش از تجهیزات مکانیکی
• مواد جذب کننده صدا و عایق صدا
• آزمایش و بازرسی غیر مخرب (NDT)
• اکتشاف نفت و گاز
• مبدل های پیزواکوستیک
• خاموش کننده های واکنش پذیر و جذب
• آکوستیک اتاق و ساختمان
• فرستنده ها
• سنسورها و گیرنده ها
• دستگاه های سونار (سونار)
• امواج صوتی سطحی (SAW - SAW)
• عایق صوتی
• ویبروآکوستیک
• واشر ، ساب ووفر و ساب ووفر
• سونوگرافی
• کنتور اولتراسونیک
• آکوستیک زیر آب (هیدرواستیک)

بیشتر بخوانید

کمتر بخوان

کوپلینگ های چند فیزیکی

مستقیم در ماژول آکوستیک موجود است:

• تعامل امواج صوتی و ارتعاشات در سازه های جامد (ASI)
• ASI در مواد پیزوالکتریک
• تعامل امواج صوتی و Poroelastic
• تعامل امواج poroelastic و ارتعاشات در ساختارهای جامد
• اتصال مناطق آکوستیک بر اساس FEM و BEM (FEM و BEM)
• جفت شدن مناطق صوتی ، که بر اساس آکوستیک های مقیاس پذیر و گرمازا تشریح شده اند
• اثر متقابل امواج صوتی با در نظر گرفتن تلفات حرارتی و چسبناک و ارتعاشات در سازه های جامد (ترموسیسکوس ASI)
• اثر متقابل امواج صوتی با در نظر گرفتن جریان های پس زمینه (هوازی) و ارتعاشات در سازه های جامد (Aero ASI)

موجود با ماژول های توسعه اضافی:

• تعامل امواج صوتی و ارتعاشات در پوسته های جامد
• تعامل امواج صوتی با در نظر گرفتن تلفات حرارتی و چسبناک و ارتعاشات و ارتعاشات در پوسته های جامد
• انتشار صدا در سیستم های لوله کشی
• تعیین خصوصیات الکتریکی مبدل ها بر اساس مدل های توده
• تنظیم خصوصیات الکترودینامیکی آهنرباها ، کویل ها و فولادهای خفیف در مبدل های آکوستیک
• حسابداری برای جریان متوسط \u200b\u200bپس زمینه در هواشناسی
• تعامل امواج poroacoustic و ارتعاشات در پوسته های جامد

مدل ارائه شده حالت های اتاق را مورد بررسی قرار می دهد. در مرزهای بیرونی ، شرایط پیچیده امپدانس تنظیم شده بود ، با شبیه سازی خاصیت جذب صدا مواد مورد استفاده در دکوراسیون اتاق.

توزیع میزان فشار صدا در فضای داخلی خودرو که توسط یک بلندگو کوچک روی داشبورد تولید می شود. این مدل در رابط Scalar Acoustics مونتاژ شده و حاوی نمونه هایی از توضیحات پیچیده امپدانس برای روکش داخلی ، فرش ، سطوح پلاستیکی و صندلی است.

طراحی سونار سونار از مجموعه ای از مبدل های Tonpilz. این مدل از کوپل های چندتایی استفاده می کند تا تعامل ارتعاشات الاستیک در ماده پیزوالکتریک فرستنده ها و امواج صوتی در آب را در نظر بگیرد ، در حالی که آکوستیک اسکالر بر اساس روش المان مرزی محاسبه می شود. این مدل محاسبه و تجسم مکانیکی x-ki و الگوی پرتو سونار پیش بینی شده را آسان می کند.

مدل برای محاسبه ارتعاشات در یک جعبه دنده پنج سرعته همگام کلاسیک و سر و صدای ایجاد شده در محیط. مطالعه غیر ثابت از دینامیک چند بدنه اجازه می دهد تا لرزش گیربکس با سرعت موتور معین و با بار خارجی معین محاسبه شود. تجزیه و تحلیل صوتی تصویری از توزیع سطح فشار صدا در هر دو منطقه نزدیک و دور را ارائه می دهد.

برای شبیه سازی پدیده های کلاسیک آکوستیک مانند پراکندگی ، پراش ، انتشار و انتشار امواج صوتی ، تعدادی رابط از گروه "آکوستیک اسکالر" در این بسته موجود است. برای مشکلات موجود در حوزه فرکانس ، از معادله هلمولتز استفاده می شود ، برای تحقیق در حوزه زمان ، معادله موج کلاسیک موج.

طیف گسترده ای از شرایط مرزی ایجاد شده است و آماده است تا برای توصیف اثرات در مرزها استفاده شود. به عنوان مثال ، می توانید یک شرط مرزی را برای توصیف بازتاب بر روی دیوار یا یک وضعیت امپدانس برای یک لایه متخلخل اضافه کنید. به عنوان مثال می توان از رادیاتورها به مرزهای داخلی و بیرونی اضافه کرد تا شتاب صوتی ، سرعت ، جابجایی یا فشار را تنظیم کنید. علاوه بر این ، می توانید از شرایط تابش (از نوع Sommerfeld) یا شرایط مرزی دوره ای از نوع Floquet برای تعریف مرزهای باز یا تناوبی استفاده کنید.

رابط های بدنی گروه "Acoustics Scalar" امکان شبیه سازی انتشار صدا را در محیط های پیچیده ، به عنوان مثال ، در مواد متخلخل فراهم می کند. برای محاسبه تلفات در مواد متخلخل و فیبر ، می توان از چندین مدل متوسط \u200b\u200bاستفاده کرد ، به عنوان مثال ، مدل Delaney-Basley یا مدل جانسون-شامپو-آلارد. تلفات حرارتی و چسبناک در مناطق باریک در رابط با دیوارهای سفت و سخت در موجبرهای باریک از سطح مقطع ثابت را می توان با استفاده از مدل صوتی باریک و باریک معادل در نظر گرفت.

همچنین می توانید زمینه های خارجی را در مدل هایی با مرزهای باز در هر دو زمینه نزدیک و دور محاسبه و تجسم کنید. توطئه های قطبی و الگوهای تابش به تجسم حساسیت و واکنشهای مکانی کمک می کند.

رابط های گروه صوتی مقیاس پذیر:

• آکوستیک فشار ، دامنه فرکانس (آکوستیک مقیاس ، دامنه فرکانس)
• طراحی شده برای حل مشکلات شرح داده شده توسط معادله هلمولتز با در نظر گرفتن فرمول های مختلف مهندسی از شرایط مرزی و مدل های مواد مایعات
• تجزیه و تحلیل فرکانس طبیعی موجود برای محاسبه حالت های صوتی سیستم و حالت های لرزش
• طراحی شده برای تحقیق در دینامیک انتشار سیگنال های صوتی از شکل دلخواه در فضا
• آکوستیک حالت مرزی (آکوستیک حالتهای مرزی)
• محاسبه حالتهای پخش شده و ضعیف در کانالهای موج و کانالها
• آکوستیک فشار ، عنصر مرزی (آکوستیک مقیاس ، روش عنصر مرزی)
• حل موثر پرتودرمانی و پراکندگی مشکلات بر اساس روش عنصر مرزی
• با رابط ها بر اساس روش المان محدود توصیف می شود ، به عنوان مثال ، ارتعاشات در مواد جامد و ساختار ، شامل. مواد پیزوالکتریک
• آکوستیک فشار ، صریح زمان (آکوستیک Scalar ، حل کننده دامنه زمان مشخص
• از روش گالرکین ناپیوسته برای محاسبه انتشار صدای غیر ثابت در اتاق ها و برای مدل سازی کارآمد (از نظر استفاده از منابع محاسباتی) از مشکلات پراکندگی بزرگ استفاده می کند.

مناطق استفاده:

• صدا خفه کن و جذب کننده صدا
• بلندگوها
• انتشار صدا از تجهیزات
• آکوستیک داخلی اتومبیل
• اشکال ارتعاشات ساختمانها و ساختمانها
• جاذب و پخش کننده صدا
• پراکندگی مشکلات

محاسبه ویژگی های صوتی صدا خفه کن با یک ماده متخلخل جذب صدا در امتداد دیوارها. تجزیه و تحلیل هارمونیک ضررهای سیستم را در نظر می گیرد. تصویر جریان انرژی (شدت) و ایزواسکال های بصری برای دامنه فشار داخل دستگاه را نشان می دهد.

بلندگو با محفظه رفلکس باس که در یک هواپیمای بی سیم صوتی بی نهایت قرار دارد. این مشکل تابش با استفاده از یک روش ترکیبی FEM-BEM مدل سازی می شود: بلندگو با استفاده از پوسته هایی که با استفاده از روش المان محدود توصیف شده است ، مجددا بازسازی می شود ، آکوستیک مناطق داخلی نیز با استفاده از روش المان محدود مدل سازی می شود و فضای بیرونی و تابش با روش المان مرزی مدل می شود. توزیع سطح فشار صدا در فرکانس 3000 هرتز نشان داده شده است.

با استفاده از ماژول Acoustics می توانید تعامل آکوستیک و مکانیک ساختاری را در یک دستگاه یا ساختار خاص شبیه سازی کنید. رابط های خارج از جعبه به شما امکان می دهند تا اثرات ویبره آکوستیک را کشف کرده و به طور خودکار نواحی یک مایع یا گاز (سیال) و یک ساختار جامد را پیوند دهید. رابط مکانیک جامد (مکانیک بدن سفت و سخت) با استفاده از فرمولاسیون کامل برای توصیف پویایی اجسام سفت و سخت ، مدل سازی انتشار امواج برشی و طولی در مواد جامد ، و همچنین ارتعاشات الاستیک. رابط جداگانه امواج Poroelastic (امواج Poroelastic) انتشار همزمان امواج الاستیک و طولی در مواد متخلخل را بر اساس معادلات Biot شبیه سازی می کند.

کوپلینگ های چند فیزیکی باعث می شود که نواحی متخلخل ، مناطق جامد ، مواد پیزوالکتریک و مناطق پر از سیال در یک مدل واحد برای محاسبه و طراحی دستگاه های واقعی آسان شود. خواص هارمونیک و رزونانس سازه های جامد را می توان با در نظر گرفتن پیش فشارها و ارتباط دو طرفه با آکوستیک موجود در سیال محاسبه کرد.

مناطق استفاده:

• تأثیر ارتعاشات مکانیکی در عملکرد صدف ها
• اجزای بلندگو
  • محفظه بلندگو
  • بلندگوها و سایر فرستنده ها
• تجهیزات مکانیکی
• ویبروآکوستیک
• هدفون
• عایق صدا و انتقال صدا در مصالح ساختمانی

• مبدل های پیزوالکتریک
  • مبدل های اولتراسونیک
  • کوره های رادیاتور خطی
  • مبدل های آبی (سونار)
  • آرایه های سونار
• مدل سازی دقیق مواد متخلخل و امواج poroelastic (تئوری Biot)
• وظایف بازخورد

تجزیه و تحلیل هارمونیک عملکرد بلندگو در اینورتر فاز امکان تعیین حساسیت محوری و مکانی را فراهم می کند. در این مدل ، در چارچوب یک محاسبه واحد ، محاسبه یک پوسته مکانیکی و آکوستیک اسکالر با استفاده از یک جفت چند منظوره از پیش تنظیم شده ترکیب می شود.

با مطالعه پاسخ فرکانس مبدل نوع Tonpilz ، می توان تمام ویژگی های مهم صوتی و مکانیکی کلید یک وسیله معین را تعیین و تعیین کرد: تغییر شکل ها و فشارهای موجود در دستگاه ، سیگنال صوتی منتشر شده ، سطح فشار صوت ، الگوی تابش در قسمت دور ، ضریب انتقال ولتاژ و مستقیم بودن پرتوی صدا ...

با استفاده از اصول آکوستیک هندسی ، که در بسته نرم افزاری COMSOL implemented اجرا شده است ، می توان سیستم های با فرکانس بالا را مطالعه کرد که طول موج صدا به طور قابل توجهی کمتر از ابعاد هندسی مشخصه آنهاست. این قابلیت برای تجزیه و تحلیل آکوستیک فضای داخلی ماشین ، اتاق ها و ساختمان ها ، به عنوان مثال سالن های کنسرت و همچنین برای شبیه سازی انتشار صدا در زیر آب و جو مفید است.

مناطق استفاده:

• آکوستیک اتاق
• آکوستیک سالن کنسرت
• هیدروآکوستیک زیر آب
• آکوستیک داخلی اتومبیل
• انتشار صدا در فضاهای آزاد
• آکوستیک جوی

مدل برای محاسبه آکوستیک یک سالن کنسرت کوچک با استفاده از رابط آکوستیک ری (آکوستیک هندسی). در لبه های سالن ، خصوصیات جذب به عنوان توابع فرکانس و خاصیت پراکندگی مشخص شده است. پاسخ تکانه ای بر اساس گزینه تخصصی در پس پردازش بدست می آید.

رابط معادله انتشار آکوستیک این امکان را به شما می دهد که توزیع پایدار سطح فشار صدا (یا چگالی انرژی صوتی) را برای یک منبع صوتی خاص که در یک ساختمان دو طبقه قرار دارد ، پیدا کنید. حل کننده مقادیر ویژه زمان بارگذاری در هر اتاق ساختمان را محاسبه می کند. منحنی های فروپاشی انرژی را می توان با استفاده از یک مطالعه غیر ثابت یافت.

شما می توانید با استفاده از رویکرد دو مرحله ای که در ماژول آکوستیک به کار رفته است ، مشکلات هوای محاسباتی (CAA) را حل کنید. در مرحله اول ، جریان متوسط \u200b\u200bپس زمینه با استفاده از ابزارهای ماژول CFD محاسبه می شود یا مشخصات جریان به صورت دستی توسط کاربر تنظیم می شود. در مرحله دوم ، مسئله انتشار صدا حل می شود. این روش همچنین به عنوان آکوستیک همرفت یا مدل سازی نویز جریان گفته می شود.

فرمول عناصر محدود تثبیت شده زیر موجود است:

• خطی سازی Navier-Stokes (معادلات خطی شده ناویه-استوکس)
• اویلر خطی
• جریان بالقوه خطی

این فرمولها به طور طبیعی انتشار صدا در جریان ، انتقال ، ضعیف شدن ، بازتاب و پراش امواج صوتی در جریان را در نظر می گیرند. همچنین می توان تجزیه و تحلیل FSI از تعامل مایع با ساختار را در حوزه فرکانس با استفاده از روابط از پیش تعریف شده با رابط ها برای محاسبه ساختارهای الاستیک جامد انجام داد.

مناطق استفاده:

• سر و صدای موتور
• خاموش کننده ها ، از جمله با موضوع پس زمینه
• متر جریان
• فلومترس Coriolis
• تجزیه و تحلیل صفحات ضد لرزش ، جذب صدا و سازه های سوراخ دار در حضور جریان
• عدم ثبات احتراق

تجزیه و تحلیل آکوستیک یک تشدیدکننده هلمولتز و تأثیر شار متوسط \u200b\u200bدر یک مدل با استفاده از رابط Navar-Stokes خطی ، دامنه فرکانس (Linearized Navier - معادلات استوکس ، دامنه فرکانس). در مدل ، هنگام محاسبه خصوصیات آکوستیک طنین انداز ، اثرات همرفتی در جریان و میرایی ناشی از تلاطم در نظر گرفته می شود.

میدان آکوستیک یک محور ورودی محور متقارن در یک موتور توربوفن هواپیما ، که توسط یک منبع سر و صدایی در مرز ایجاد می شود ، شبیه سازی می شود. نتایج شبیه سازی برای موارد در نظر گرفتن یک جریان پس زمینه غیر قابل فشرده سازی غیر قابل فشرده و بدون آن به دست آمد ، و از این دست هنگام در نظر گرفتن دیوارها و دیوارهای سفت و سخت با یک پوشش جذب صدا.

برای تجزیه و تحلیل دقیق انتشار صدا در هندسه های کوچک ، لازم است ضررهای مرتبط با ویسکوزیته و هدایت حرارتی ، به ویژه ، خسارات موجود در لایه های مرزی آکوستیک چسبناک و حرارتی را در نظر بگیرید. این اثرات به طور خودکار در معادلات در نظر گرفته می شوند ، که توسط واسط های گروه آکوستیک ترموویسکو حل می شوند.

این واسط ها برای محاسبه مدل های ویبره آکوستیک در مبدل های الکترواستاتیک مینیاتوری مناسب هستند: میکروفون ، دستگاه های تلفن همراهسمعک و دستگاههای میکروالکترومکانیکی برای مدل سازی دقیق مبدل ها ، می توانید از اتصالات چند فازی ساخته شده در بین سازه های جامد و مناطق سیال استفاده کنید ، که از نظر آکوستیک ترموسیس توصیف شده است.

رابط کاربری همچنین اثرات اضافی را در نظر می گیرد ، به عنوان مثال ، با انتقال از حالت ادیاباتیک به ایزوترمال در فرکانس های پایین. یک رابط جداگانه امکان محاسبه و تشخیص حالتهای پخش و میرایی را برای کانالهای باریک و کانالهای باریک فراهم می کند.

مناطق استفاده:

• دستگاه های تلفن همراه
• مبدل های مینیاتوری
• سیستم های میکروالکترومکانیکی
• سمعک
• میکروفون
• مواد و صفحات سوراخ شده

پاسخ انتقال گیرنده آرماتور متعادل Knowles ED23146 در اندازه گیری های استاندارد. نتایج شبیه سازی برای این بلندگو مینیاتوری در هنگام حساب کردن ضررهای صوتی سیستم ، با داده های تجربی از Knowles توافق بسیار بهتری دارند.

رابط های گروهی سونوگرافی (سونوگرافی) به شما امکان می دهد انتشار غیر ثابت امواج صوتی را در مسافت های طولانی تر از طول موج محاسبه کنید. امواج صوتی با فرکانی که گوش انسان قادر به شنیدن آن نیست ، سونوگرافی نامیده می شود. طول موج اولتراسونیک نسبتاً کوتاه است.

رابط معادله موج همرفت ، زمان صریح (معادله موج همرفت ، حل صریح) اجازه می دهد تا مطالعات عددی از مشکلات صوتی بزرگ خطی در حوزه زمان ، با در نظر گرفتن طیف گسترده ای از نوسانات و یک شار پس زمینه ثابت. رابط ها برای مدل های غیر ثابت با منابع دلخواه و زمینه های وابسته به زمان ایده آل هستند.

فرمولاسیون و طرح رابط کاربری مبتنی بر روش گالرکین ناپیوسته است و از یک حل کننده صریح زمان استفاده می کند که به مقدار کمی حافظه نیاز دارد.

مناطق استفاده:

• کنتور اولتراسونیک
• سنسورهای زمان پرواز اولتراسونیک
• تکثیر غیر ثابت سیگنالهای صوتی در حضور جریان سیال

توابع و قابلیت های اصلی موجود در ماژول آکوستیک.

قابلیت های کلیدی و مزایای ماژول آکوستیک سیستماتیک شده و در زیر شرح داده شده است.

روند مدل سازی بصری

چه از ماژول Acoustics استفاده کنید و چه از ترکیبی از محصولات COMSOL مختلف ، شبیه سازی نرم افزار COMSOL® همیشه انعطاف پذیر ، منطقی و ساده است. یک فرایند مدل سازی معمولی شامل چند مرحله است:

• هندسه ساختمان
• انتخاب مواد
• انتخاب رابط بدنی مناسب
• تعیین شرایط مرزی و اولیه
• ایجاد مش المان محدود ، شامل خودکار
• محاسبه مدل فیزیکی
• نتایج تجسم

ادغام با سیستم عامل های دیگر

اگر می خواهید از داده های جدولی در مدل خود استفاده کنید یا هندسه پیچیده ای را از یک سیستم CAD شخص ثالث در مدل خود گنجانید ، پس یک ماژول ادغام مناسب برای شما وجود دارد. با محصولات LiveLink، ، می توانید نرم افزار COMSOL Multiphysics with را با بسیاری از ابزارهای شخص ثالث مانند نرم افزار MATLAB، ، مایکروسافت ® Excel she صفحه گسترده ، مخترع ® و بسیاری دیگر ادغام کنید.

روشهای عددی انواع پژوهشهای مورد استفاده و موجود

نرم افزار COMSOL uses برای محاسبات از حلال ها و روش های انعطاف پذیر و کارآمد استفاده می کند. فرکانس های معمولی برای کارهای آکوستیک چندین دهه را پوشش می دهد. پیچیدگی محاسباتی محاسبات به شدت بستگی به فرمول مسئله آکوستیک دارد. بنابراین ، هیچ روش یا روش عددی خاصی برای تمام مشکلات این منطقه مناسب نیست.

ماژول Acoustics شامل چهار روش عددی مختلف است: روش المان محدود (FEM) ، روش عنصر مرزی (BEM) ، روش ردیابی اشعه و روش المان محدود گالرکین ناپیوسته (dG-FEM). انواع مختلفی از مطالعات مجموعه روشهای عددی را تکمیل می کند و به شما امکان می دهد تمام انواع تجزیه و تحلیل لازم را انجام دهید. به طور خاص ، این ماژول شامل مطالعاتی در زمینه فرکانس ، مطالعات ویژه مقادیر خاص و ویژه ، و همچنین مطالعات دامنه زمانی غیر ثابت است. روش های تکراری اختصاصی به شما امکان می دهد مدل های چند فیزیک را با میلیون ها درجه آزادی حل کنید و رویکردهای مختلف را با یک کار واحد ترکیب کنید.

ماژول آکوستیک شامل فرمولاسیون هایی بر اساس روش های زیر است:

• روش المان محدود (FEM - FEM)
• رایج ترین و همه کاره ترین روش که در آن تفکیک عنصر مرتبه بالا در دسترس است
• فرمول بندی برای محاسبات دامنه فرکانس و زمان دامنه (بر اساس حل کننده های ضمنی)
• روش عنصر مرزی (BEM)
• تدوین یکپارچه از معادلات اصلی نیاز به مشخص کردن مش فقط روی سطوح و مرزها دارد
• پل های مبتنی بر FEM دو طرفه برای مناطق و ساختارهای آکوستیک (جامدات ، پوسته ها و غشاها) در دسترس است
• روش المان محدود گالرکین ناپیوسته (dG-FEM)
• روش گالرکین ناپیوسته مبتنی بر حل صریح
• روش حافظه پسند برای محاسبه غیر ثابت مدل های بزرگ با میلیون ها درجه آزادی
• روش های ری (ردیابی ری)
• برای حل مشکلات صوتی در فرکانسهای بالا ، به عنوان مثال ، مسئله انتشار صدا در زیر آب یا در داخل خانه طراحی شده است

انواع مطالعه زیر در ماژول آکوستیک موجود است:

• تحقیقات دامنه فرکانس
• پاسخ صوتی و ویژگی های صوتی را در یک محدوده فرکانس مشخص محاسبه می کند
• مطالعه گذرا دامنه زمان
• محاسبات زمان پرواز
• تکثیر / رشد / گسترش تکانه های آکوستیک نهایی در فضا
• تجزیه و تحلیل سیگنال های صوتی پهنای باند
• مدل سازی پدیده های غیرخطی
• مطالعه در مورد فرکانسهای طبیعی
• محاسبه حالت ها و فرکانس های رزونانس فضاهای بسته و سازه ها
• محاسبه ضریب کیفیت و ضریب ضرر
• تجزیه و تحلیل معین
• محاسبه و تشخیص حالت های پخش شده و ضعیف در کانال های موج و کانال

تلفات آکوستیک

تلفات آکوستیک را می توان در مدل به راحتی در نظر گرفت. این به شما امکان می دهد تا با استفاده از تئوری Biot با رابط ، مثلاً مواد متخلخل و فیبری را مدل کنید امواج Poroelastic (امواج Poroelastic). علاوه بر این ، مناطق متخلخل در رابط برای آکوستیک اسکالر با استفاده از مدلهای مواد معادل مانند می توان مدل کرد Poroacoustics (Poroacoustics). مدلهای اخیر شامل Delany-Bazley ، Miki و Johnson-Champoux-Allard هستند. همچنین ، این مدل می تواند با استفاده از فرمول های تحلیلی کلاسیک یا اصطلاحات سفارشی ، شامل تضعیف حساب شود. بر اساس شواهد تجربی

مدل های مفصلی که گرما و تلفات چسبناک را در نظر می گیرند ، می توانند با استفاده از رابط ایجاد شوند Acoustics Thermoviscous (آکوستیک حرارتی). عبارت استفاده شده در رابط باعث می شود تا همه پدیده های مرتبط با لایه های مرزی چسبناک و حرارتی آکوستیک و در آنها متمرکز شود. در همان زمان ، اتصالات چند فازی ساخته شده با سازه های ارتعاش در دسترس هستند. در مدل های موجبر موج و سایر سازه ها با سطح مقطع ثابت ، می توان از یک روش ساده شده مبتنی بر تلفات متوسط \u200b\u200bدر لایه مرزی ، که در مدل ماده اجرا شده است ، استفاده کرد آکوستیک منطقه باریک (آکوستیک در مناطق باریک) برای آکوستیک اسکالر.

ضعیف شدن سیگنال های صوتی که در یک جریان سیال با شیب زیاد سرعت ، دما یا تلاطم شدید پخش می شوند را می توان با جزئیات در واسطهای گروه مدل کرد. Navier-Stokes خطی (خطی سازی Navier - معادلات استوکس). جریان پس زمینه را می توان با استفاده از ماژول محاسبه سیال دینامیک (CFD) محاسبه کرد.

الکتروآکوستیک

هنگام شبیه سازی مبدل های مختلف ، می توانید عملکرد ماژول Acoustics و ماژول AC / DC یا MEMS را با هم ترکیب کنید تا مدل های المان محدود چند ضلعی را با یک ارتباط دو طرفه بین اثرات صوتی و الکترودینامیکی ایجاد کنید. به عنوان مثال ، آهن ربا و سیم پیچ های بلندگو یا نیروهای الکترواستاتیک در میکروفن های خازنی را می توان با جزئیات شبیه سازی کرد. هنگام مدل سازی مبدل های پیچیده الکترومکانیکی و آکوستیک ، از ساده سازی ها بر اساس مدارهای توده ای معادل بر اساس مدار یا عناصر مکانیکی استفاده می شود. هر دو رویکرد مبتنی بر یک رابطه دو طرفه کامل است.

نمونه هایی از برخی کارهای کاربردی:

• مدل های بلندگو چند فازی با در نظر گرفتن اثرات مکانیکی و الکترودینامیکی
• بلندگو
• ترکیبی از مدل های توزیع کننده توزیع شده و مدل های تیل-کوچک معادل آن
• بهینه سازی اجزای مغناطیسی با ماژول AC / DC
• میکروفون
• مبدل های MEMS

مشکلات تابش و مناطق باز

در آکوستیک ، مشکلاتی وجود دارد که امواج صوتی باید در فضای آزاد (باز) بدون تأمل در مرزهای بیرونی دامنه محاسباتی پخش شوند. به عنوان مثال ، شبیه سازی حساسیت مکانی مبدل ها یا محاسبات پراکندگی در کاربردهای سونار نیاز به این امر دارد. مرزهای بدون تأمل در یک مدل با استفاده از چندین روش و تکنیک مختلف موجود در بسته ما قابل تنظیم است. برای کارهای ساده ، می توان خود را در شرایط مرز امپدانس یا شرایط تابش در مرز محدود کرد (از نوع سامرفلد). برای موارد پرتودرمانی پیچیده یا کارهای پیچیده چند فیزیک ، استفاده از لایه های کمکی اضافی با تنظیمات خاص می تواند مفید باشد.

برای حالت دوم ، چندین فرمول در ماژول آکوستیک موجود است:

• این لایه ها کاملاً مطابقت دارد (PML) ، برای کلیه مدل ها و واسط های موجود در بسته در دامنه فرکانس
• لایه های کاملاً همسان (PML) برای دامنه زمانی ، موجود در رابط آکوستیک فشار ، گذرا (آکوستیک مقیاس ، دامنه زمان)
• لایه های به اصطلاح جاذب موجود در رابط ها بر اساس روش المان محدود گالرکین ناپیوسته (dG_FEM) و در رابط * خطی شده اویلر ، گذرا * (معادلات اویلر خطی ، دامنه زمان)

با استفاده از قابلیت های چندتایی و روش ترکیبی FEM-BEM (ترکیبی از عنصر محدود و روش المان مرزی) ، می توان با استفاده از روش المان مرزی با استفاده از رابط کارآمد مشکلات منطقه باز را حل کرد. آکوستیک فشار ، عنصر مرزی (آکوستیک مقیاس ، روش المان مرزی).

شبیه سازی بر اساس معادلات سفارشی: معادلات اصلی را اصلاح کنید یا کوپلینگ های چندتایی فیزیکی را تعیین کنید

برای کنترل کامل بر مدل سازی خود ، می توانید از مدل سازی مبتنی بر معادله استفاده کنید تا معادلات اصلی و شرایط مرزی را مستقیماً در داخل نرم افزار اصلاح کنید و مدل ها را متناسب با نیازهای تحقیق خود تنظیم کنید. به عنوان مثال ، می توان پدیده های جسمی را که در ماژول آکوستیک از پیش تعریف نشده به عنوان واسط های آماده شبیه سازی شده اند ، شبیه سازی کرده و یا اتصال های چند مفصلی جدید ایجاد کرد. شما می توانید با اضافه کردن یا تغییر معادلات ماده ، مدل های مواد را برای اثرات غیرخطی تغییر دهید. همچنین می توانید پدیده های جسمی را با روش های غیر استاندارد پیوند دهید. به عنوان مثال ، می توانید آکوستیک و دینامیک سیالات محاسباتی را برای مدل سازی جریان های صوتی یا گرداب های غیرخطی تولید شده توسط امواج صوتی پیوند دهید.

علاوه بر این ، ابزارهای مدل سازی معادله سفارشی بسته ، نیاز به برنامه ریزی و ایجاد کدهای محاسبه خود را از ابتدا ، از بین می برد و انعطاف پذیری بیشتری را ایجاد می کند و زمان صرف شده برای مدل سازی و انجام تحقیقات را کاهش می دهد.

برنامه های شبیه سازی: گردش کار و همکاری با همکاران و مشتریان را ساده کنید

اگر نیازی به اجرای همان مدلها نداشتید و برای سایر همکاران خود که به طور کلی با مدل سازی عددی به طور کلی و بطور خاص کمتر آشنایی دارند ، فکر کنید که چقدر وقت و تلاش می توانید در پروژه های جدید سرمایه گذاری کنید. با استفاده از برنامه سازنده ساخته شده در مجموعه نرم افزار COMSOL Multiphysics® ، می توانید برنامه های شبیه سازی را بر اساس مدل های COMSOL ایجاد کنید که فرآیند شبیه سازی را با محدود کردن تغییر داده های ورودی و کنترل داده های خروجی ساده می کند ، و فقط نتایج مورد نیاز کاربر نهایی را به دست می آورد. با آنها ، همکاران شما به تنهایی قادر خواهند بود محاسبات استاندارد را انجام دهند.

رابط کاربری Simulation Apps امکان تغییر ورودی ها یا داده های طراحی مانند امپدانس آکوستیک را آسان می کند و تأثیر تغییرات را بدون بازسازی و تیز کردن کل مدل نظارت می کند. با برنامه ها می توانید روند تحقیق خود را سرعت بخشید. همچنین می توانید برنامه های خود را با همکاران خود به اشتراک بگذارید تا آنها بتوانند محاسبات خود را انجام دهند و باعث صرفه جویی در وقت و انرژی خود برای کارهای دیگر می شوند.

گردش کار برای ایجاد و استفاده از برنامه های شبیه سازی بسیار ساده است:

• یک مدل رابط کاربری گرافیکی ساده (برنامه) برای مدل آکوستیک پیچیده خود ایجاد کنید
• با انتخاب ورودی ها و خروجی های مورد نظر در دسترس کاربران ، برنامه مورد نیاز خود را سفارشی کنید
• از COMSOL Server ™ برای ذخیره و سازماندهی برنامه ها از راه دور و به اشتراک گذاری آنها با همکاران و / یا مشتریان خود استفاده کنید
• همکاران و یا مشتریان شما قادر به انجام محاسبات استاندارد و پروژه های مشخص شده در برنامه بدون کمک شما خواهند بود

با استفاده از قابلیت های برنامه های شبیه سازی ، می توانید به محاسبات عددی و طراحی به همکاران خود در بخش یا آزمایشگاه ، کل سازمان به عنوان یک کل ، دانشجویان و دانشجویان فارغ التحصیل ، مشتری و مشتری دسترسی پیدا کنید.

برنامه ای برای محاسبه بازتاب های صوتی ایجاد شده در سازنده کاربرد COMSOL Multiphysics با استفاده از ماژول Acoustics.

شبیه سازی عددی رونق صوتی در بسته نرم افزاری ANSYS CFX

دکتری ، محقق برجسته در TsAGI نامگذاری شده است پروفسور نه ژوکوفسکی

دکتری ، رئیس گروه ، TsAGI به نام خود نام گرفت پروفسور نه ژوکوفسکی

در این مقاله روش محاسبه رونق صوتی در زمین ، ناشی از هواپیمای مسافربری مافوق صوت بررسی شده است. مقایسه نتایج به دست آمده با استفاده از بسته نرم افزاری ANSYS CFX با داده های تجربی انجام شده است. برای استفاده عملیاتی از کد صنعتی ANSYS CFX ، یک ماکرو توسعه داده شد ، که به صورت ارگانیک در رابط نرم افزار گنجانده شده است ، و این امر باعث می شود تا روش محاسبه رونق سونیک به طور قابل توجهی ساده شود.

یکی از اصلی ترین کارهایی که طراحان هواپیماهای مسافربری مافوق صوت باید حل کنند ، به حداقل رساندن شدت موج بوم صوتی است که ناگزیر همراه پرواز پرواز مافوق صوت است. اساس طراحی هواپیمای مافوق صوت با کاهش شدت رونق صوتی ، محاسبه مستقیم نمودار موج صوتی در سطح زمین برای یک حالت پرواز معین (ارتفاع ، سرعت) و پارامترهای هندسی هواپیما است.

روش محاسبه رونق صوتی شامل حل دو مشکل است: مشکل تعیین میدان نزدیک در نزدیکی طرح هواپیما و مشکل انتشار موج صوتی در جو به سطح زمین. برای حل مشکل جریان ، جالب است که امکان استفاده از دقیق ترین معادلات را در نظر بگیرید که هرگونه محدودیت در شکل بدن را در یک جریان ، رژیم های جریان (مناطق جدایی یا زیر مجموعه) از بین می برد و امکان شبیه سازی عملکرد یک موتور واقعی را فراهم می آورد. هدف اصلی این کار ایجاد روشی برای محاسبه بوم سونی بر اساس راه حل معادلات ناویور متوسط \u200b\u200bرینولدز - استوکس است. به عنوان سیستمی که راه حل معادلات Navier-Stokes به طور متوسط \u200b\u200bرینولدز را پیاده سازی می کند ، از بسته نرم افزاری ANSYS CFX (توافقنامه مجوز TsAGI با شماره 501024) استفاده شده است که با محاسبه رونق سونیک تطبیق داده شده و بر روی نمونه های آزمون تست شده است.

سیستم های نرم افزاری مدرن مبتنی بر اصول محاسبه موازی معادلات Navier - Stokes از ساختار ماژولار پیچیده ای برخوردار هستند و علاوه بر ماژول حل کننده اصلی ، تعدادی ابزار نرم افزاری را نیز شامل می شود که امکان انجام کارآیی آزمایش های محاسباتی بر روی جریان گاز یا مایع در اطراف بدن از پیکربندی پیچیده را فراهم می آورد. اصول اساسی سیستمهای نرم افزاری مدرن CFD مانند ANSYS CFX و ANSYS Fluent در شکل نشان داده شده است. 1

هواپیما

هنگام محاسبه یک رونق صوتی ، یعنی هنگام تعیین اختلالات در سطح زمین ایجاد شده توسط یک هواپیما که با سرعت مافوق صوت پرواز می کند ، می توان میدان جریان سه بعدی را به دو منطقه تقسیم کرد:

• منطقه 1 با اندازه مشخص r از ترتیب طول بدن L (r ~ L);
• منطقه 2 با اندازه مشخص سفارش از ر ارتفاع پرواز ح (R ~ H).

معمولا ح \u003e\u003e ل (به عنوان مثال ، اگر ارتفاع 15000 متر و طول هواپیما 50 متر باشد ، پس از آن ح / ل=300).

در فرمول گفته شده ، باید دو مشکل را حل کرد: یکی از آنها داده های اولیه را در یک جریان سه بعدی تشکیل می دهد ، و دوم انتشار اختلال از بدن به سطح زمین را محاسبه می کند.

در مرحله اول ، لازم است جریان اطراف مونتاژ هواپیما را محاسبه کرده و پارامترهای جریان اطراف آن را پیدا کنید (شکل 2). سطح S1 مرز بین جریان آشفته و بی تحرک (مخروط ماخ) ، هواپیما است S2به موازات سرعت جریان حادثه ، زیر بدن است ، اما آن را لمس نمی کند. هواپیماها S3 و S4 توسط پاکتهای مخروطهای معکوس ماچ که از قسمت خارج می شوند تعیین می شوند AB.

ماکرو مخصوص بسته های نرم افزاری ANSYS CFX (شکل 3) ایجاد شده است که ، بر اساس روش ، امکان محاسبه طرح بوم صوتی بر روی زمین را با توجه به داده های محاسبه نزدیک میدان فراهم می کند. ماکرو در پردازنده پست CFX-Post ادغام شده است.

در محیط ANSYS CFX

پس از حل مشکل گردش در اطراف طرح هواپیما ، برای محاسبه شدت رونق سونیک ، قبل از هر چیز ، لازم است که یک هواپیما در پیش پردازنده CFX به موازات جریان ورودی ایجاد شود ، که در زیر هواپیما در مجاورت آن قرار خواهد گرفت ، اما آن را لمس نکنید (شکل 4). این هواپیما در شکل 2 با هواپیما مطابقت دارد S2... کاربرد این روش تعیین بوم صوتی در زمین نیاز به محاسبه دقیق توزیع فشار در هواپیما دارد S2... این امر تقاضای زیادی را بر کیفیت مش محاسباتی قرار می دهد. هنگام تهیه آن ، لازم است آسیاب محلی در منطقه بین هواپیما (AC) و هواپیما اعمال شود S2.

برای کار ماکرو ، باید پارامترهای زیر را تنظیم کنید:

• ناحیه ورودی - سطح مرزی که از طریق آن جریان وارد حوزه محاسباتی می شود.
• هواپیمای ژیلین - هواپیما S2;
• تقارن - پارامتری که مشخص می کند از مدل کامل (کامل) یا نیمه متقارن آن استفاده شده است.
• ارتفاع پرواز - ارتفاع پرواز هواپیما؛
• طول بدن - طول مشخصه هواپیما؛
• تعداد گام X - تعداد مراحل در امتداد محور طولی؛
• شماره مراحل ارتفاع - تعداد پله ها در ارتفاع.

دو پارامتر آخر میزان تفکیک فضای را تعیین می کنند. مقادیر پیش فرض (به ترتیب 500 و 2000) راه حل با دقت نسبتاً بالایی را ارائه می دهند. افزایش تعداد مراحل در امتداد محور طولی نیاز به مقدار زیادی حافظه دارد و می تواند منجر به نقص برنامه شود.

شکل: 5. هواپیما Tu-144: a - نمای عقب؛ ب - مسیرهای ساده
در سطح مدل محاسباتی و شکل جت های نازل

دانشجو فارغ التحصیل MIPT چو کیو چول مجموعه ای از محاسبات آزمون را برای هواپیمای Ty-144 انجام داد (شکل 5 و) محاسبات با استفاده از بسته نرم افزار CFX و ماکرو توسعه یافته انجام شد. هنگام مدل سازی نیروگاه Tu-144 ، لازم است تأثیر جت های موتور در زمینه اختلال در هواپیما نیز در نظر گرفته شود S2 و نقشه ای از رونق صوتی. در شکل 6 و شکل و موقعیت نیروگاه مورد استفاده در این کار را نشان می دهد. جهت و زاویه باز شدن نازل در شکل نشان داده شده است. 6 ب... جهت جت θcd با زاویه حمله و زاویه نازل متفاوت است ( θc)فرض می شود که برابر با مقدار مطلوب است — 10 .

الگوی جت جریان؛ ب - نازل

شکل: 7. تأثیر جت موتور بر روی نمودار رونق سونیک هواپیمای Tu-144: الف - نمودار فشار بیش از حد در موج N شکل ، ب - دومین قله در آزمایش

نتایج محاسبه در مقایسه با داده های تجربی در شکل نشان داده شده است. 7. با در نظر گرفتن جت های موتور ، قله دوم در طرح فشار بیش از حد ایجاد می کند (شکل 7) و) در آزمایش ، نمودار فشار بیش از حد موج صوتی هواپیمای Tu-144 نیز دارای اوج دوم و شدیدتر است (شکل 7 ب) ، که ممکن است نتیجه تأثیر جت های نازل در زاویه های جریان از نازل هایی باشد که در طول آزمایش ضبط نشده اند. شکل: پنج ب ماهیت جریان اطراف هواپیمای Tu-144 را با موتورهای عامل در پارامترهای طراحی جریان جت نشان می دهد.

ماکرو ایجاد شده ، برای هر نسخه ANSYS CFX و به صورت ارگانیک در الگوریتم این کد صنعتی که به عنوان ابزاری برای تعیین میدان نزدیک با استفاده از معادلات Navier-Stokes در نظر گرفته شده است ، به ما اجازه می دهد تا یک روش مؤثر برای محاسبه بوم سونی در زمین تهیه کنیم.

ادبیات

1. Zhilin Yu.L.، Kovalenko V.V. در مورد اتصال زمینه های نزدیک و دور در مسئله شکوفایی صوتی // Uchenye zapiski TsAGI ، جلد XXIX. 1998. شماره 3 و 4. ص 111-122.
2. منتور F.R. ، Galpin P.F. ، Esch T. ،
   Kuntz M. ، Berner C. CFD شبیه سازی جریانهای آیرودینامیکی با روشی مبتنی بر فشار // مقاله ICAS 2004-2.4.1. ژاپن ، یوکوهاما ، 2004.11 ص.
3. Vozhdaev V.V.، Kovalenko V.V.، Teperin L.L.، Chernyshev S.L. روش شناسی برای تعیین شدت رونق صوتی روی زمین هنگام مطالعه طرح هواپیمای مسافربری مافوق صوت. 2013. شماره 10. ج \u200b\u200b17-27.
4. Zavershnev Yu.A.، Rodnov A.V. آزمایش پرواز هواپیماهای مسافربری مافوق صوت از نسل اول به وسیله رونق صوتی // کنفرانس علمی و فنی بین المللی "مرزهای جدید علوم هواپیمایی" ASTEC'07 ، مسکو ، 19-22 اوت 2007 ،

مقدمه

روند جهانی برای افزایش راحتی تجهیزات هوایی قوانین جدیدی را دیکته می کند ، اکنون تجهیزات نباید فقط پرواز کنند بلکه از نظر اقتصادی پرواز می کنند ، در حالی که هرچه ممکن است ناراحتی کمی برای فرد ایجاد کند. یکی از عوامل اصلی ایجاد ناراحتی ، سر و صدا است ؛ در مقداری بالاتر از 80 دسی بل ، برای انسان مضر تلقی می شود.

سر و صدای موجود در هوا می تواند به دو طبقه تقسیم شود: با مخلوط کردن ذرات محیط در یک جریان و توسط یک جریان از جامدات تولید می شود. کلاس اول سر و صدای جت ، دومی صدای نویز در اطراف سیمها (به اصطلاح تون هوایی) ، پیچ ها ، فن ها و غیره است. سر و صداهای منشأ هیدرودینامیکی توسط هیدروآکوستیک مورد مطالعه قرار می گیرند.

در ترکیب نویز ساطع شده از روتور ، گرداب (یا پهنای باند) ، نویز چرخش تیغه ها و پاپ پره ها مشخص می شود. اگرچه تفاوت بین این مؤلفه ها به اندازه آنچه که در ابتدا ظاهر می شود زیاد نیست ، اما چنین طبقه بندی برای ارائه نتایج مفید است.

ایجاد سر و صدای کم و پیشران کارآمد یک مشکل بسیار جدی است ، زیرا این دو ویژگی معمولاً از یکدیگر جدا هستند. برای ایجاد چنین پیچ هایی ، لازم است از مواد جدید یا ایده های طراحی استفاده شود.

1. پایه تئوریک صدا

اگرچه این هلیکوپتر خاموش ترین هواپیمای دریایی عمودی برای برخاستن است ، اما هنوز هم میزان سر و صدایی كه ایجاد می كند بسیار بالاست. در صورت عدم اقدامات ویژه برای کاهش نویز در طول طراحی ، این می تواند به یک نقطه ضعف قابل توجه هلیکوپتر تبدیل شود. از آنجایی که الزامات سطح سر و صدای هواپیماها دقیق تر می شود ، مطالعه انتشار صدای روتور اصلی در طی مراحل طراحی هلیکوپتر از اهمیت برخوردار می شود. با توجه به تناوب جریان در اطراف پره های پروانه ، طیف نویز به طرز محسوسی در نزدیکی فرکانس هایی که چند برابر NQ فرکانس عبور تیغه ها هستند متمرکز شده است (شکل 1.1). انتشار صدا در اثر این واقعیت ایجاد می شود که اجزای نیروهای آسانسور و درگ ، که از نظر اندازه ثابت هستند ، با پره ها می چرخند و همچنین تغییر در اجزای با فرکانس بالا این نیروها. در منطقه با فرکانس بالا ، گسترش خطوط طیفی مشاهده می شود ، که با تغییرات تصادفی در پارامترهای جریان همراه است ، به ویژه با نوسانات بارهای ناشی از تأثیر گردابهای آزاد. فشار صوتی با گذشت زمان ، به طور عمده با یک دوره تغییر می کند n / NQو قله های فشار شدید همراه با پدیده های آیرودینامیکی محلی مانند تراکم پذیری و تغییرات بار ناشی از گرداب وجود دارد. در ترکیب نویز ساطع شده از روتور ، گرداب (یا پهنای باند) ، نویز چرخش تیغه ها و پاپ پره ها مشخص می شود. اگرچه تفاوت بین این مؤلفه ها به اندازه آنچه که در ابتدا ظاهر می شود زیاد نیست ، اما چنین طبقه بندی برای ارائه نتایج مفید است.

گرداب ، یا باند پهن ، نویز صدای سوت با فرکانس بالا است ، فرکانس ها و دامنه های آن توسط یک سیگنال دوره ای با فرکانس عبور پره ها تعدیل می شوند. این سر و صدا از نظر ماهیت تصادفی است و با تغییر تصادفی بارهای روی پره ها همراه است. انرژی چنین سر و صدایی در بخش قابل توجهی از طیف فرکانس شنیداری توزیع می شود ، که برای روتور حدود 150 تا 1000 هرتز با حداکثر حدود 300 تا 400 هرتز طول می کشد. (لازم به ذکر است که دامنه شنوایی انسان 100-20000 هرتز با حداکثر ادراک در 1000 هرتز است) سر و صدا گرداب روتور عمدتا در اثر تصادفی در آسانسور به دلیل عبور تیغ در یک حالت آشفتگی ایجاد می شود. گردابهای پایان نقش مهمی در ایجاد آن دارند. سایر منابع سر و صدای گرداب شامل تغییر در نیروهای روی تیغه ها به دلیل گرداب های عرضی که از لبه های دنباله دار می شوند ، آشفتگی جریان آزاد و جداسازی و آشفتگی لایه مرزی است. (توجه داشته باشید که همین نام "سرگرد گرداب" مفهوم اصلی اتصال آن را با مسیری از گردابهای عرضی مشابه آنچه که هنگام گردش در اطراف سیلندر تشکیل می شود ، منعکس می کند. فرکانس های کمبه طوری که ممکن است چند هارمونیک کم در حد قابل شنیدن نباشد. بنابراین ، اگر سر و صدای چرخش غالب باشد ، این ناخوشایندترین مورد برای ادراک نیست. با توجه به ادراک ، سر و صدا گرداب اغلب غالب است.

شکل 1.1 - طیف نویز اصلی روتور

سر و صدای چرخشی با تغییر کاملاً دوره ای در فشار صوتی ایجاد شده توسط نیروی دوره ای تیغه های موجود در هوا تعیین می شود. طیف چنین سر و صدایی از خطوط فرکانس گسسته تشکیل شده است که چند برابر فرکانس هستند NQ عبور پره ها. نویز چرخش در بخش فرکانس پایین طیف غالب است و در مورد روتور ، با فرکانس هایی که درک نمی شوند مطابقت دارد. نویز چرخشی می تواند باعث ایجاد لرزش در سازه های بالگرد و خستگی شود. علاوه بر این ، سر و صدای فرکانس پایین در جو به خوبی پخش می شود ، در حالی که هارمونیک های بالا با فاصله از هلیکوپتر سریعتر ضعیف می شوند. بنابراین ، در مسافت های بزرگ از هلیکوپتر ، ضربات تیغه ها و صدای چرخش روتور از اهمیت بالایی برخوردار است. این هلیکوپتر معمولاً با صدای چرخش روتور به صورت صوتی تشخیص داده می شود.

سر و صدا در واحدهای ویژه اندازه گیری می شود - دسی بل (dB) ، که با این میزان تعیین می شود

1dB \u003d 10 lg

از مقیاس لگاریتمی استفاده می شود زیرا بهتر نشان می دهد تفاوت در سفارشات بزرگی سیگنال های صوتی و توانایی شنیدن در پاسخ به نویز متناسب با لگاریتم قدرت آن است. شدت شار انرژی صوتی در یک نقطه معین از میدان با مقدار مشخص می شود

جایی که راختلال فشار است و سرعت حرکت آشفته رسانه است. مقدار آنی ، انرژی ساطع شده در واحد سطح است. در زمینه دور ، سرعت و فشار آشفته با رابطه در ارتباط هستند به طوری که شدت شار انرژی با بیان مشخص می شود

جایی که سرعت صدا است ، میانگین مقدار چگالی هوا است ، مقدار ریشه میانگین مربعات فشار صدا است. بنابراین ، شدت تابش آکوستیک با مقدار میانگین ریشه فشار مربع تعیین می شود. اندامهای شنوایی و ساختار هواپیما نسبت به انحراف فشار از فشار اتمسفر واکنش نشان می دهند. بنابراین ، نویز با سطح فشار صدا مشخص می شود SPL (سطح فشار صدا) ، در دسی بل ها نسبت به فشار مرجع اندازه گیری می شود SPL=20 lg.

فشار مرجع معمولاً انجام می شود. بنابراین ، منحنی چگالی طیفی از فشار متوسط \u200b\u200bمربع ریشه می تواند قانون توزیع فرکانس انرژی صدا در نظر گرفته شود.

نوک صدای پره آیرودینامیکی

محاسبه 2.Sound

2.1 انتخاب روش محاسبه

برای محاسبه صدا ، همانطور که از فصل 1 مشاهده می شود ، لازم است که داده های تجربی حاصل از آزمایش های دمیدن به دست آید. فرآیند پاکسازی بسیار گران است ، بنابراین تصمیم بر این شد که از برنامه ای استفاده کنیم که تمام این فرایندها را شبیه سازی کند.

یکی از این برنامه ها است آنیس و ماژول آن CFX.

آنیس - بسته نرم افزاری با استفاده از روش المان محدود برای محاسبه.

CFX- ماژول بسته نرم افزاری ANSYS از جمله محاسبه ویژگی های آیرودینامیکی.

2.2 انتخاب مشخصات تیغه

برای محاسبه ، اصلاح مشخصات از اطلس پروفایل ها انتخاب می شود کلارکی-15 ، مشخصات آن در جدول 2.2.1 آورده شده است. این انتخاب با این واقعیت توجیه می شود که مشخصات آن بسیار ساده است و هنگام مدل کردن آن ، مشکلی ایجاد نمی کند 3 د.

جدول 2.2.1 - مشخصات مشخصات اصلاح کلارک Y-15

که در آن ک حداکثرحداکثر کیفیت آیرودینامیکی مشخصات ، ج ymax - حداکثر ضریب بالابر ، ج xmin- ضریب حداقل کشیدن ، ج م 0 مقدار ضریب لحظه طولی در است ج ی=0.

شکل 2.2.1- نمودار تغییر بالابر بال از زاویه حمله

شکل 2.2.2- مشخصات تیغه

همانطور که از شکل 2.2.2 دیده می شود ، نمایه مدل شده مشابه مشخصات TsAGI نیست اما می توان خاطرنشان کرد که این کار باعث ایجاد خطای محاسبه می شود.

2.3 محاسبه مشخصات تیغه

2.3.1 تعریف دامنه محاسباتی

به دلیل کمبود داده های صوتی ، ما جریان اطراف تیغه را در آنالیز خواهیم کرد آنیس CFXبه منظور تعیین صحت مدل و اشیاء پالایش آن ، در حالی که تجربه دمیدن پروفایل شبیه سازی می شود کلارکی-15 در تونل باد T-1 واقع در TsAGI.

مشخصات هندسی تیغه در جدول 2.2.1 نشان داده شده است.

دامنه محاسباتی با توجه به تونل باد T-1 مورد استفاده TsAGI انتخاب می شود.

جدول 2.3.1.1 - هندسه حوزه محاسباتی

2.3.2 تعیین شرایط مرزی

همانطور که قبلاً نیز اشاره شد ، Ansys CFX مبتنی بر روش المان محدود است ، یعنی برای حل معادلات ، لازم است شرایط مرزی را وارد کنید (برای اینکه معادلات قابل تعریف باشند) ، یعنی شرایط موجود در ورودی و خروج از حوزه محاسباتی ، خواص رسانه.

پس از ترسیم شرایط محاسبه ، آنها را در جدول 2.3.2.1 وارد خواهیم کرد ، در حالی که لازم است توسط اطلس و کتابچه های راهنما هدایت شود. آNSYS.

جدول 2.3.2.1- شرایط مرزی

میزان جریان بالاتر از آزمایش انتخاب شده است ، که به هیچ وجه نتایج را تحت تأثیر قرار نمی دهد ، در حالی که تعداد رینولدز بالاتر ارائه شده و مدل به شرایط پرواز واقعی نزدیک می شود.

شکل 2.3.2.1- منطقه محاسبه

شکل 2.3.2.1 دامنه محاسباتی را نشان می دهد.

در مرکز ، در مبدا ، مشخصات تیغه قرار دارد. برای سرعت بخشیدن به محاسبه ، فقط نیمی از لوله و تیغه نسبت به صفحه تقارن مدل سازی می شوند ، که همچنین منابع مورد استفاده برنامه را نصف می کند.

2.3.3 ترکیب و محاسبه

هنگام ایجاد مش ، پارامترهای برای مش عمومی (شکل 2.3.3.1) ، برای مش سنگ زنی موضعی (شکل 2.3.3.3) و لایه مرزی (شکل 2.3.3.4) در نظر گرفته می شود.

شکل 2.3.3.1-پارامترهای مش عمومی.

شکل 2.3.3.2- منوی تعریف مش.

شکل 2.3.3.3- ایجاد تقسیم مش محلی.

شکل 2.3.3.4 - تعیین لایه مرزی.

هنگام تعیین ابعاد مطلوب شبکه کلی ، محاسبه را در مقادیر مختلف با کاهش مداوم در اندازه شبکه ، افزایش تعداد سلول انجام خواهیم داد.

دقیقه اندازه\u003d 1 میلی متر

حداکثر اندازه صورت\u003d 70 میلی متر ، اندازه حداکثر\u003d 200 میلی متر

							از جانب،کیلوگرم در متر مکعب

جدول 2.3.3.1- مقادیر آیرودینامیک در پارامترهای شبکه دقیقه اندازه\u003d 1 میلی متر

حداکثر صورتاندازه\u003d 50 میلی متر ، اندازه حداکثر\u003d 100 میلی متر

	پی, ح	پیکسل, ح			س, متر 2		از جانب،کیلوگرم در متر مکعب

در این حالت خطاها برای زاویه 0؟ در جدول 2.3.3.2 ذکر شده است.

جدول 2.3.3.2- خطای تعیین

بر اساس جدول 2.3.3.2 ، ما تعیین می کنیم که برای افزایش دقت محاسبه ، استفاده از یک شبکه ریز تر ضروری است. با پارامترها حداکثر صورت اندازه\u003d 50 میلی متر ، حداکثر اندازه\u003d 100 میلی متر

برای تعیین اندازه لایه مرزی ، لازم است سرعت بیش از ارتفاع بالای پروفایل ترسیم شود.

شکل 2.3.3.5 - نمودار توزیع سرعت در مرز مشخصات

الف - مقادیر نظری سرعت در مرز با بدن

b- مقادیر به دست آمده از سرعت در مرز با بدن

براساس ارقام می توان گفت که ضخامت لایه مرزی در حدود 18-12.77 \u003d 5.23 میلی متر است ، جایی که 12.77 میلی متر ارتفاع پروفیل تیغه است.

2.3.4 تعیین مناطق خرد کردن مش

بر اساس توزیع فشار در محل کار ، مناطق زنی مش را تعیین می کنیم.

شکل 2.3.3.1 - توزیع فشار در محل کار.

شکل 2.3.3.2 - مناطق تقسیم مش.

ابعاد منطقه داخلی 625X100X900mm است ، منطقه بیرونی آن 1000X400X900mm در امتداد دیواره بیرونی و 800X120X900 میلی متر در امتداد دیواره داخلی است.

اندازه سلول ها در ناحیه داخلی 8 میلی متر ، در قسمت بیرونی 12.5 میلی متر است. مش نیز با معرفی پارامتر روی سطح تیغه تصفیه شده است صورت اندازه با ارزش 2 میلی متر تعداد سلول های محاسبه شده 8.12 میلیون نفر بود.

Y+ که طبق آن کفایت مدل شبکه در مناطق محلی بررسی می شود به 66 می رسد.

شکل 2.3.3.3 - توزیع Y+ در امتداد مشخصات تیغه.

Y+ - پارامتر بدون بعد که لایه مرزی را مشخص می کند ، فاصله از اولین لایه مرزی تا دیوار.

برای زاویه 4؟ داده های زیر را در جدول 2.3.3.1 نشان داد.

جدول 2.3.3.1- نتایج حاصل از محاسبه برای زاویه 4 درجه است.

بیایید نتایج را با مدل مش بزرگتر بررسی کنیم.

اندازه مش در قسمت داخلی 15 میلی متر و در قسمت بیرونی 30 میلی متر است.

مش نیز با معرفی پارامتر روی سطح تیغه تصفیه شده است صورت اندازه با مقدار 5 میلی متر

تعداد سلولهای موجود در محاسبه 2.14 میلیون بوده که به میزان قابل توجهی کمتر بوده و زمان محاسبه را سرعت می بخشد.

با استفاده از این پارامترها ، مقدار ضریب Y+ که طبق آن کفایت مدل شبکه در مناطق محلی بررسی می شود به 58 می رسد.

شکل 2.3.3.4 - توزیع Y+ در امتداد نمایه با مش درشت.

جدول 2.3.3.2- مقادیر نتایج با یک شبکه درشت.

مطابق جداول 2.3.3.1 و 2.3.3.2 ، خطای محاسبه آسانسور است

بنابراین ، خطا مقادیر کم را به خود می گیرد و نیازی به ایجاد مش خیلی ریز نیست.

شکل 2.3.3.5 - شبکه محاسباتی اتخاذ شده.

2.3.4 محاسبه مشخصات مشخصات

بیایید با استفاده از مدل های ساخته شده برای زاویه ها ، مشخصات پروفایل را محاسبه کنیم؟ تا 16؟

جدول 2.3.4.1- محاسبه مشخصات.

بیایید نتایج را با توجه به ویژگی های به دست آمده در TsAGI تحلیل کنیم.

شکل 2.3.4.1- کیفیت ایرفویل

شکل 2.3.4.2 - مقاومت جلوی مشخصات.

شکل 2.3.4.3 - نیروی بلند کردن مشخصات.

شکل 2.3.4.4 - مشخصات مشخصات مطابق TsAGI.

بر اساس شکل های 2.3.4.1-2.3.4.4 ، می توان گفت که نتیجه خطایی در رابطه با روش محاسبه ، فرضیات وارد شده به مدل آشفتگی و همچنین بالاترین خطای مرتبط با عدم دقت هندسی پروفایل ها دارد ، بنابراین می توان نتیجه گرفت که در در هنگام طراحی ، لازم است از اطلسهایی که تعداد بیشتری از مختصات نمایه را دارند (و نه 2 ، مانند اطلس TsAGI) استفاده کنید.

2.4 محاسبه صدا

هنگام محاسبه صدا ، از 3 مدل تیغه استفاده می شود. پره بدون نوک اصلاح شده ، پره با نوک linglett ، پره با نوک افقی. براساس محاسبه ، برنامه ریزی شده است تا تأثیر تغییرات در طراحی نوک ایرفویل بر روی مشخصات هوا و پارازیت هوا باشد.

هنگام محاسبه صدا ، از 3 مدل تیغه استفاده می شود. تیغه ای بدون نوک اصلاح شده ، تیغه ای با نوک linglett ، تیغه ای با نوک افقی (نگاه کنید به شکل 2). بر اساس محاسبه ، برنامه ریزی شده است تا تأثیر تغییرات در طراحی نوک بر روی نویز و خصوصیات آیرودینامیکی ایرفویل تعیین شود. در ایجاد مدل از پروفایل محاسبه شده قبلی استفاده می شود. ویژگی های اصلی آیرودینامیکی CX - ضریب درگ ، سو - ضریب بالابر ، به - کیفیت آیرودینامیکی آن در جدول 1 آورده شده است.

جدول 2.4.1- خصوصیات آیرودینامیکی کف هوا به دست آمده در Ansys.

شکل 1- مشخصات تیغه

الف) اطلس تسقی ، b- مدل در Ansys

بر اساس داده های حاصل از پروفایل های موجود در اطلس ، یک مدل هندسی تهیه می شود.

شکل 2- مدل تیغه

مدل با نوک افقی ، نوع b-linglett.

محاسبه نویز برای حالت روی زمین در فاصله 1 ، 150 متر از هلیکوپتر انجام می شود. زاویه تیغه به عنوان 10 گرفته شده است؟ با توجه به این واقعیت که در حالت برخاست در هلیکوپترها همان مقادیر را می گیرد. محاسبه طبق همان اصل قبلی انجام خواهد شد.

جدول 3- شرایط مرزی

شکل 3- منطقه محاسبه شده.

دامنه محاسباتی دارای ابعاد زیر است:

ارتفاع 4 متر

رادیوس 6 متر

زاویه برش سطوح جانبی 30؟

فاصله از محور تا برش سطوح جانبی 2 متر است.

هنگام ایجاد مش ، یک لایه مرزی روی سطح تیغه ایجاد می شود که در هنگام محاسبه ویژگی های آیرودینامیکی پروفایل ، یک لایه مرزی برابر است با لایه مرزی ، 5.23 میلی متر ، تعداد لایه ها ن\u003d 10 لایه مرزی از توصیه های منبع گرفته شده است.

سنگ زنی مش در مناطقی از مساحت بزرگتر ، 160X900 میلی متر در ناحیه داخلی ، 800X3000mm در قسمت بیرونی صورت گرفت ، در حالی که تصمیم گرفته شد در ارتباط با افزودن نکات ، عمق سنگ زنی را تا 2000 میلی متر افزایش دهید.

شکل 2.4.2 - مناطق سنگ زنی مش

براساس ملاحظات سرعت محاسبه ، اندازه سلول افزایش یافته است.

شکل 2.4.3 - ابعاد شبکه کلی

شکل 2.4.4- اندازه مش ناحیه داخلی.

شکل 2.3.5- اندازه مش ناحیه بیرونی.

شکل 2.3.6- اندازه لایه مرزی.

تعداد کل سلولها 1900000 نفر بود. در جریان محاسبه ، فرکانس صدای چرخش و میزان فشار صدا بدست آمد.

شکل 5- نمودار تغییر در صدای تیغه های مختلف با فاصله 1 متر.

شکل 6- نمودار تغییر در صدای تیغه های مختلف با فاصله 150 متر.

بر اساس آمار و ارقام ، باید توجه داشت که تغییر طراحی باعث ایجاد هر دو اثر مثبت بر سطح صدای هلیکوپتر ، سر و صدای تیغه با نوک linglett کاهش یافته و منفی ، سر و صدای تیغه با نوک افقی افزایش یافته است.

3. تجزیه و تحلیل آیرودینامیک

برای تعیین تأثیر در ویژگی های آیرودینامیکی ، بگذارید سه تیغه را از نظر بالابر ، توزیع سرعت ، تلاطم مقایسه کنیم.

جدول 3.1- نیروهایی که روی تیغه بدون نوک عمل می کنند

جدول 3.2 - نیروهایی که بر روی تیغه با نوک linglett عمل می کنند.

جدول 3.3 - نیروهایی که روی تیغه با نوک افقی کار می کنند

همانطور که از جداول 3.1-3.3 مشاهده می شود ، تغییر در مشخصات مشخصات ، نیروهایی را که روی پره ها کار می کنند ، به شدت تحت تأثیر قرار داد ، در حالی که نیروی "-" در محور Y بدون تیک روی تیغه عمل می کند ، که به احتمال زیاد با شکل گیری جریان های معکوس در پشت تیغ همراه است ، به شکل 3.1 مراجعه کنید.

الگوهای جریان اطراف تیغه به دست آمده هنگام تغییر نوک (به شکل 3.1-3.5 مراجعه کنید) اثر تغییر هندسی مشخصات تیغه را بر خصوصیات آیرودینامیکی نشان می دهد ، می توان دریافت که با تغییر در نوک ، الگوی جریان به طرز چشمگیری تغییر می کند ، که این نشان دهنده لزوم انجام تحقیقات اضافی در زمینه آیرودینامیک و تغییرات طراحی است. نکات تیغه.

شکل 3.1 - بردارهای سرعت پشت تیغه بدون نوک.

شکل 3.2 - بردارهای سرعت پشت تیغه با نوک linglett

شکل 3.3- بردارهای سرعت پشت تیغه با نوک افقی

ZX برای تیغه بدون نوک

شکل 3.4- توزیع سرعت در هواپیما ZX برای تیغه ای با نوک افقی

شکل 3.5- توزیع سرعت در هواپیما ZX برای یک تیغه با نوک linglett.

نتیجه گیری

در طول کار ، اصل و روش محاسبه در برنامه مشخص شد ANSYS CFX، خصوصیات آیرودینامیکی ایرفویل تعیین شد ، مدلی برای محاسبه چرخش تیغه ایجاد شد ، محاسبه صدا برای سه نوع تیغه انجام شد: بدون نوک ، با نوک از نوع Linglett ، نوک افقی ، آنالیز آیرودینامیک این تیغه ها انجام شد.

تیغه بدون نوک دارای یک سطح نویز متوسط \u200b\u200bاست ، مشخصات آیرودینامیکی این تیغه در حین چرخش کم است ، نیروی بالابر منفی است ، شاید استفاده از پیچ و تاب تیغه لازم باشد.

تیغه ای با نوک linglett کمترین میزان نویز را دارد ، در حالی که خصوصیات آیرودینامیکی آن متوسط \u200b\u200bاست ، بالابر ایجاد شده توسط این تیغه کمی پایین تر از تیغه ای با نوک افقی است که احتمالاً در اثر بزرگتر بودن قسمت دوم ایجاد می شود.

تیغه ای با نوک افقی بالاترین سطح نویز را ایجاد می کند ، در حالی که آسانسور نیز مهمترین است ، احتمالاً به دلیل بزرگتر بودن سطح تیغه.

بنابراین ، لازم است که بیشتر تیغ و طراحی نوک بررسی شود تا نمونه بهینه آن مشخص شود ؛ همچنین لازم به ذکر است که این تحقیق برای سر و صدای چرخش تیغه ها انجام شده است ، سر و صدای گرداب و سر و صدای تیغه های ظاهر شده در نظر گرفته نشده است.

فهرست مراجع

1. نظریه هلیکوپتر جانسون دبلیو: در 2 کتاب. مطابق. از انگلیسی - م.: میر ، 1983. - (فناوری هواپیمایی و موشک - فضا). کتاب. 2.124 ثانیه ،

2. آکوستیک حمل و نقل هوایی: مجموعه آثار .-- م.: TsAGI ، 1978 .-- 67p. ؛ 25cm - (TsAGI. مجموعه مقالات ؛ شماره 1902) - - 70k.

3. آکوستیک حمل و نقل هوایی: مجموعه آثار .-- مسکو: تسقی ، 1979 .-- 100 ص. ؛ 26 سانتی متر - (TsAGI. Trudy؛ Issue 2000) - - 1.03

4.Ansys CFX- راهنمای مدل سازی حل. 483s

اسناد مشابه

قوانینی برای تعیین فرکانس های طبیعی و حالت های لرزش روتور کمپرسور. محاسبه چرخ های روتور و روتور. بررسی امکاناتی برای حل مشکلات مخاطب در سیستم ANSYS. توجه به تناسب عناصر موجود در شافت با تنش مداخله تضمین شده.

پایان نامه ، اضافه شده در تاریخ 20/4/2014


وظایف محاسبه خشن یک توربین بخار. تعیین تعداد پله ها ، قطر آنها و توزیع گرما در طی مراحل فرو می رود. محاسبه ویژگی های دینامیکی گاز توربین ، انتخاب مشخصات تیغه نازل ، تعیین سرعت جریان بخار.

مقاله اضافه شده 11/11/2013


انجام مطالعات عددی جریان های همرفت در بسته نرم افزاری ANSYS ، که در نتیجه گرمایش موضعی در یک لایه استوانه ای مایع تشکیل شده است. مقایسه نتایج اصلی محاسبات در CFX و FLUENT برای رژیمهای مختلف جریان.

پایان نامه ، اضافه شده 03/27/2015


جریان هواپیما به عنوان بخشی از بخش آیرودینامیک. اهمیت این خصوصیات برای ارزیابی خصوصیات آیرودینامیکی. محاسبه توزیع دوقطبها بر روی بدنه استوانه ای با سر اشاره ای با یک ژنراتور پارابولیک.

آزمون ، اضافه شده 12/10/2009


روش تجزیه و تحلیل دینامیکی گاز از یک محفظه احتراق حلقوی با استفاده از بسته مهندسی ANSYS. استفاده از توربین گازی در صنایع مدرن. شاخص های اصلی اتاق های احتراق. تجزیه و تحلیل ایمنی و دوستدار محیط زیست پروژه.

مقاله مدت اضافه شده 30/3/2013


محاسبه حجم و آنتالپی هوا ، و همچنین محصولات احتراق سوخت. تعادل گرمای دیگ بخار. تعیین پارامترهای انتقال حرارت در کوره. روش و روش برای محاسبه اقتصاد سنج آب ، پارامترهای آیرودینامیکی. اختلاف تعادل گرما.

مقاله ترم ، اضافه شده 06/04/2014


کاربرد نرم افزار Thermo-Calc برای محاسبه نمودارهای حالت چند قطعه. محاسبه مقاطع چندتایی (غیر اشعه و اشعه). تعیین تبلور نامتعادل در برنامه ترمو کلس براساس مدل Sheil ، درجه حرارت مایع تعادلی.

آزمون ، اضافه شده 01/12/2016


کاربرد روش فعلی حلقه برای محاسبه مدارهای الکتریکی... الگوریتم برای ترسیم معادلات ، روش محاسبه. روش پتانسیل های گره ای. تعیین جریان در تنها یک شاخه با استفاده از روش تولید کننده معادل. تقسیم مدار در زیرشاخه ها.

ارائه در تاریخ 10/16/2013 اضافه شد


انواع اصلی زمینه های فیزیکی در ساختارهای RES. مدل سازی میدان حرارتی یک مدار مجتمع در ANSYS CAD. مدل سازی میدان الکترومغناطیسی یک مدار مجتمع ، ارتعاشات خم یک مونتاژ مدار چاپی. دقت بالا و سرعت شبیه سازی.

کتابچه راهنمای کاربر ، اضافه شده در 20/10/2013


محاسبه تخمین از ویژگی های احتمالی. ایجاد ابزارهای اتوماسیون برای محاسبه ویژگی های قابلیت اطمینان سیستم های سه قطبی. تشکیل و اجرای یک برنامه در محیط پاسکال ، امکان محاسبه احتمال قابلیت اطمینان عملیاتی را دارد.

اکنون مختصراً از ماژول ها و برنامه های اصلی مورد استفاده در ANSYS Workbench برای تهیه و انجام تحلیل عددی ارائه خواهم کرد.

Engeneering Data - واسط مدیریت بانک اطلاعاتی فیزیکی

و خصوصیات مکانیکی مواد و همچنین پارامترهای ورودی ریاضی

مدل ها.

Design Modeler (مورد هندسه تحت سیستم های کامپوننت) برنامه ای برای ایجاد مدل های هندسی 2D / 3D است. همچنین ، ماژول می تواند با هندسه وارد شده از مجتمع های CAD شخص ثالث کار کند: این امکان را به شما می دهد تا نقایص هندسه را اصلاح کنید ، یک مدل هندسی را تغییر دهید یا ساده کنید.

مشینگ (مورد مش در بخش کامپوننت سیستم ها) یک پردازنده مش چند منظوره است که به شما امکان می دهد مش های محاسباتی با کیفیت بالا را در حالت اتوماتیک تولید کنید. انواع متفاوت آنالیز مهندسی این ماژول طیف گسترده ای از ابزارها را برای تولید مش های محاسباتی مبتنی بر عناصر مثلثی و چهار ضلعی برای مدل های 2D فراهم می کند و بر اساس چهار پایه ، شش گوشه یا عناصر هرمی برای مدل های 3 بعدی تهیه می کند. این برنامه حاوی الگوریتم هایی برای ساخت شبکه های محاسباتی ساختاری و بدون ساختار و همچنین امکان وضوح با کیفیت بالا از شبکه محاسباتی در نزدیکی دیواره های جامد و سایر ویژگی های مدل ها است که این امر به ویژه برای آنالیز هیدرودینامیکی بسیار مهم است.

و اکنون در مورد آنچه ما همه وظایف خود را در نظر می گیریم و کدام ماژول را انتخاب خواهیم کرد. در مقاله اول ، من نمی دانستم که این موضوع چقدر خوب پیش می رود ، بنابراین به طور خلاصه به مرور ماژول ها پرداختم. اکنون با جزئیات بیشتری در نظر خواهم گرفت.

ساختاری استاتیک برای حل مشکلات مکانیک یک ماده جامد تغییر شکل در یک محیط استاتیک در نظر گرفته شده است. هنگام استفاده از درج های فرمان به زبان APDL ، می توان عملکرد ماژول را برای حل کردن ، برای مثال ، مشکلات مربوط به آن (گرمازدایی ، poroelasticity ، الکترولیت و غیره) حل کرد.

سازه گذرا - ماژول حل مشکلات پویایی ساختاری. بر اساس طرح های ادغام ضمنی برای معادلات حرکت. Explicit Dynamics / AUTODYN / LS-DYNA - ماژول های مبتنی بر حلال های صریح برای محاسبه مشکلات دینامیکی ساختاری و مدل سازی فرایندهای غیرخطی سریع: تأثیرات سرعت بالا ، نفوذ ، شکستگی ، تخریب و غیره.

سفت و سخت Dynamics طراحی شده برای شبیه سازی پویایی سیستم های متحرک ، مکانیسم ها. سینماتیک مکانیسم با مشخص کردن سیستم های مختصات مرتبط با قطعات و انتخاب پارامترهایی که بطور جداگانه موقعیت نسبی قطعات و پیکربندی کل مکانیسم را تعیین می کنند ، توصیف شده است. اجساد در حال حرکت

معادلات حرکتی به شکل کین شرح داده شده است ، که دقت و سرعت بالایی در حل مسئله دارد.

حالت گرمایی / گذرا حالت پایدار - تجزیه و تحلیل حالت پایدار / غیر ثابت

میدان حرارتی مبتنی بر حل معادله ثابت / غیر ثابت

هدایت حرارتی خارجی.

جریان سیال (CFX) طراحی شده برای حل مشکلات هیدرودینامیک و همچنین مشکلات انتقال حرارت مزدوج. به شما امکان می دهد تا طیف گسترده ای از فرآیندهای بدنی را در مایعات و گازها مانند ناپایداری ، آشفتگی ، محیط های چند جزء و چند فاز ، واکنش های شیمیایی ، تابش ، امواج صوتی و غیره شبیه سازی کنید و در مشکلات توربوماشین کارخانه خود را به خوبی ثابت کرده است ، جایی که لازم است شبیه سازی جریان مایعات و گازها در شرایط ماشین آلات دوار.

جریان سیال (روان) عملکرد مشابهی با ماژول CFX دارد ، اما شامل طیف وسیع تری از مدل ها و روش های مدل سازی جریان با واکنش های شیمیایی است. همچنین دارای یک ویرایشگر داخلی برای شبکه های محاسباتی است.

برقی - شبیه سازی زمینه های الکتریکی جریان مستقیم در هادی ها

حرارتی-برقی - آنالیز الکتریکی ثابت ، که باعث می شود فرآیندهای انتشار گرما در طی عبور جریان الکتریکی از طریق یک هادی و همچنین فرآیندهای انتقال حرارت در جامدات مورد بررسی قرار گیرد.

معین - تجزیه و تحلیل معین ، محاسبه فرکانس های طبیعی و حالت های ارتعاش.

پاسخ هارمونیک - تجزیه و تحلیل هارمونیک برای تعیین پاسخ یک ساختار به بارهای هارمونیک. به شما امکان می دهد تا اثرات منفی لرزش های اجباری را ارزیابی کنید - رزونانس ، خستگی و غیره فقط حالت های لرزش حالت پایدار در یک محدوده فرکانس خاص محاسبه می شود.

طیف پاسخ - تجزیه و تحلیل پاسخ ساختار به عملکرد بارهای پویا مشخص شده توسط شتاب سنج. با استفاده از روش طیفی خطی ، حداکثر شتابهای پاسخی یک سیستم نوسانی تک جرم تعیین می شود. برای محاسبه مقاومت لرزه ای سازه ها استفاده می شود.

لرزش تصادفی - تجزیه و تحلیل پاسخ ساختار به عملکرد لرزش تصادفی

بارها بار اعمال شده با استفاده از مقادیر احتمالی مشخص می شود.

مراحل حل مشکلات در Workbench را می توان با نمودار زیر شرح داد.

یعنی ما ابتدا هندسی را در Design Modeler یا SpaceClaim Direct Modeler ایجاد می کنیم ، یا از برنامه های دیگر وارد می کنیم. به هر حال ، در مورد وارد کردن خواص مواد جزئی ، اگر در کتابخانه ANSYS نباشد ، فقط در Inventor موجود است. برای انجام این کار ، باید کادر را بررسی کنید.

همچنین ، می توان با توصیف ریاضی آن را با زبان APDL ، یک مدل ایجاد کرد.

در هنگام واردات علاوه بر خواص مادی می توانید مقدار زیادی وارد کنید. علاوه بر ستون های روشن ، گزینه اصلی هندسه گزینه های هندسه پیشرفته دارد. در آنجا می توانید نوع آنالیز (2D یا 3D) ، همبستگی (برای انتقال خواص مواد ، شرایط مرزی و بارهای موجود بر روی مدل مشخص شده در سیستم CAD شخص ثالث) را انتخاب کنید ، واردات یک سیستم مختصات ، SmartCADUpdate (گزینه فرض می کند که اگر برخی از قسمت های مونتاژ ، سپس Design Modeler فقط هنگام تغییر مجدد قسمتهای تغییر یافته را به روز می کند).

سپس مش المان محدود را می سازیم. این کار را می توان با ماژول های مشینگ و ICEM CFD انجام داد. پس از آنكه ANSYS دفتر كوچكی را كه مشغول توسعه الگوریتم های شبکه های ICEM بود ، جذب كرد ، دیگر توسعه نیافت و الگوریتم ها بتدریج به شبكه ANSYS بومی مهاجرت می كنند.

علاوه بر این ، بسته به نوع آنالیزی که قرار است در کار استفاده شود ، توضیحی ارائه می شود مدل ریاضی و ماژول محاسبه مورد نیاز انتخاب می شود. به عنوان مثال ، برای محاسبه حالت فشار-فشار (SSS) یک سازه تحت بارهای استاتیک ، از ماژول Static Structural استفاده کنید. در این مرحله لازم است که خواص مواد ، مرزها و شرایط اولیه مسئله ، روش های محاسبه انتخاب شود ، حل کننده را مطابق با مدل فیزیکی و ریاضی پذیرفته شده پیکربندی کرده و دقت محاسبه لازم را تعیین کنید.

فرایند محاسبه کاملاً خودکار است ، اما توصیه می شود کنترل فرآیند راه حل را کنترل کنید: نظارت بر رفتار راه حل و پیروی از آن با معیارهای همگرایی ، نمایش پارامترهای اضافی بر روی صفحه نمایش که امکان ارزیابی ویژگی های کمی لازم راه حل و غیره را دارند.

پس از انجام محاسبه ، لازم است که نتایج به دست آمده تجزیه و تحلیل شود و در صورت امکان ، آنها را با داده های تجربی موجود مقایسه کنید. همچنین باید به خاطر داشته باشید که محلول حاصل نباید به اندازه عناصر مش بستگی داشته باشد ، که معمولاً با انجام یک سری محاسبات حاصل می شود.

در شبکه های تراکم های مختلف

بعد از اینکه سیستم مورد نیاز خود را وارد فضای کاری WorkBench کردیم و مدل را بارگذاری کردیم ، دو بار روی سلول Model کلیک کنید تا مکانیکی باز شود.

بیایید با رابط کاربری آن مقابله کنیم.

منوهای کشویی کاملاً آشنا هستند. درست زیر نوار ابزار. در سمت چپ درخت تحلیل است. در زیر آن نمایی از جزئیات وجود دارد ، پنجره ای که در آن تمام پارامترهای یک عنصر انتخاب شده در درخت نمایش داده می شود ، خواه مخاطب ، نیرو یا مش باشد. پنجره گرافیک متمرکز است. هر آنچه را که در درخت انتخاب می کنید در آنجا نمایش داده می شود. شبکه را انتخاب کنید - شبکه نمایش داده می شود ، نتیجه نهایی را انتخاب کنید - آن را دریافت کنید. و در سمت راست - نکاتی برای مبتدیان ، یعنی ما یک آنالیز را انتخاب می کنیم و از دهیدها برای انجام تحلیل استفاده می کنیم. مورد تکمیل شده با یک برگه سبز نمایش داده می شود ، موردی که نیاز به توجه یا داده دارد - یک دایره سبز با یک i ، آنچه که باید حل شود ، یک رعد و برق به رنگ زرد است.

در بالای عنوان پنجره ، نوع آنالیز نمایش داده می شود و به دنبال آن یک خط تیره - نام برنامه و نوع مجوز در براکت های مربع قرار می گیرد.

بیایید از طریق منوهای کشویی برویم.

منوی ویرایش شامل عملیاتی است که از طریق فهرست زمینه اشیاء فراخوانی می شوند: حذف ، کپی ، برش ، چسباندن ، تکراری که ترکیب دستورات "کپی" و "چسباندن" است. این برگه همچنین حاوی دستور Select All است ، که به شما امکان می دهد همه اشیاء موجود در پنجره گرافیک را با یک کلیک انتخاب کنید و دستور Find In Tree را که به شما امکان می دهد جستجوی متن را با استفاده از منوی Outline انجام دهید.

گروه های جداگانه ای در منوی View وجود دارند که به صورت جداگانه از هم جدا شده اند. بخش اول کنترل گرافیک اصلی است - لبه های سایه دار ، نمای مش و موارد دیگر.

در گزینه های گرافیکی کمی پایین تر - نقاشی چهره ها و نمایش تیرها.

منوی واحد شامل لیستی از سیستمهای متریک موجود است که SI همیشه بصورت پیش فرض انتخاب می شود.

منوی Tools شامل سه دستور اصلی است: Addins (راه اندازی مدیر افزودنی ، که به شما امکان بارگیری / بارگیری روالهای سفارشی طراحی شده برای گسترش عملکرد استاندارد مشینگ) را می دهد) ، گزینه ها (دسترسی به تنظیمات عمومی پیش پردازنده مش ، از جمله تنظیمات فرآیند موازی سازی در هنگام ساخت مش و مقادیر را فراهم می کند). پیش فرض برای پارامترهای شبکه جهانی) و مدیر متغیر (مدیر متغیر را در برنامه شروع می کند).

خوب ، کمک به طور پیش فرض شامل مواد مرجع است.

حال ، همانطور که انتظار می رود ، بیایید از نوار ابزار برویم.

حالا بیایید به درخت پروژه نگاه کنیم.

اجزای مربوط به مراحل قبل را نمایش می دهد

آموزش پردازنده مدل. آنها می توانند به دو گروه تقسیم شوند: پایه ای - هنگام باز کردن هر پروژه ، به طور پیش فرض در درخت ظاهر می شود ، و اختیاری - فقط در انواع خاصی از مدل های هندسی یا هنگام استفاده از ابزار خاصی در هنگام ساخت مدل مش در درخت ظاهر می شود.

و بنابراین ، اجزای درخت:

• هندسه ، پایه: شامل لیستی از اجسام مدل هندسی است که از پیش پردازنده هندسه عبور می کنند. هنگامی که عنوان عنصر Geometry در پنجره Properties (جزئیات) در زیر درخت انتخاب می شود ، خصوصیات هندسه تغییر ناپذیر جهانی نمایش داده می شود. وقتی یک یا چند بدن را از لیست انتخاب می کنید ، پنجره Details تنظیمات (انتخاب سیستم مختصات ، مواد و غیره) و خصوصیات این اجسام خاص (ابعاد هندسی ، آمار) را نشان می دهد. بنابراین ، اگر فرمول بدنی مسئله دلالت بر وجود چندین بدن با خصوصیات مختلف در یک مدل هندسی داشته باشد ، برای هر چنین بدن می تواند ویژگی های خاص خود را تنظیم کند. اگر در مدل هندسی چندین بدن مستقل یا گروه آنها وجود داشته باشد ، یک جزء اتصالات اضافی در درخت پروژه ظاهر می شود ، که به شما امکان می دهد اتصالات بین سطوح (با اصطکاک ، بدون اصطکاک و غیره) برقرار کنید.
• سیستم های مختصات اولیه: کلیه سیستم های مختصات (جهانی و محلی) مورد استفاده در پروژه را لیست می کند. با استفاده از فهرست زمینه این مؤلفه می توانید به پروژه اضافه کنید سیستم جدید مختصات (قرار دادن سیستم مختصات) یا حذف / مخفی کردن / کپی کردن یک موجود.
• مش ، اصلی: شامل لیستی از کلیه عملیات و ابزار مورد استفاده برای ساخت مش محاسباتی است. خواص این مؤلفه تنظیمات مش جهانی را نشان می دهد و از طریق منوی زمینه این جزء ، تعدادی ابزار برای تنظیم تنظیمات مش محلی در دسترس است.
• نامگذاری شده انتخابی ، اختیاری: در مشینگ علاوه بر امکان تولید مستقیم مشهای محاسباتی ، می توان نام ها را برای تعیین بعدی شرایط مرزی به عناصر جداگانه مدل اختصاص داد.

برای انجام یک محاسبه کامل ، به یک شبکه نیاز دارید. شبکه فقط تصادفی نیست ، همانطور که هنگام تبدیل به STL ، بلکه قابل تنظیم است. تقسیم می شود به صورت ساختاری (مرتب شده) و غیر هماهنگ (تصادفی).

با انطباق ، یعنی قوام ، منظور ما از مش است که در آن عناصر شرط را برآورده می کنند: اگر دو عنصر مش از هم تلاقی داشته باشند ، آنگاه ناحیه تقاطع آنها صورت مشترک (یا لبه) آنهاست.

تصویر برای درک سفارش شبکه.

اکنون در مورد شکل عنصر مش.

برای شبکه های روی سطح ، 2 نوع عنصر از هم متمایز می شوند - اینها مثلث ها و چهارگوش ها هستند.

برای هندسه های حجمی ، سلول های مبتنی بر hexahedra ، tetrahedrons ، منشورها و هرم ها مشخص می شوند.

شبکه های محاسباتی می توانند ترکیبی باشند و عناصر مختلفی را همزمان بکار گیرند.

برای ارزیابی صحیح محاسبه ، یک مش کنفورماسی مورد نیاز است ، یعنی لازم است که آن را مرتب کنید تا در مکان هایی که جابجایی داریم ، مش کوچکتر و جهت گیری صحیح شود. 3 روش برای مشبک روی سطوح 2D وجود دارد:

1. غالب چهار ضلعی ، یعنی غالب چهارگوشها. کل مش در درجه اول با استفاده از چهارگوشها ساخته می شود. شکل عناصر با تنظیم Free Face Mesh Type تعیین می شود که دارای دو حالت است. با انتخاب حالت All Quad ، پیش پردازنده شبکه

بدون در نظر گرفتن کیفیت عناصر جداگانه ، ناحیه ای را به اجبار تقسیم می کند. با انتخاب حالت Quad / Tri ، پیش پردازنده مش مشبلی از عناصر چهار ضلعی را ایجاد می کند ، اما در مناطق پیچیده ای که تنها از عناصر چهار ضلعی با کیفیت پایین استفاده می شود ، چنین عناصر با عناصر مثلثی با کیفیت بالاتر جایگزین می شوند.

2. روش مثلث مشبون به شما امکان می دهد منطقه را با مش بدون ساختار با عناصر مثلثی شکل تقسیم کنید.

3. روش MultiZone Quad / Tri ، برخلاف دو مورد قبلی ، مبتنی است

فن آوری بلوک را می گذارد و بسته به تنظیمات روش انتخاب شده ، امکان تجزیه خودکار هندسه پیچیده را در بلوک های جداگانه با ساخت و سازهای بعدی در هر بلوک از یک ساختار ساخت یافته (یا در صورت امکان) یا بدون ساختار ایجاد می کند. شکل عناصر مش برای بلوک ها با تنظیم Free Face Mesh Type با سه حالت: All Quad ، Quad / Tri و All Tri (مشابه این روش مثلث مش) تعیین می شود.

برای دیدن تفاوت بین روش MultiZone Quad / Tri از روش چهارگانه حاکم و مثلث مش ، همان دایره را در نظر بگیرید. در یک مورد با چهار ضلعی Dominant ، عکس زیر را می گیریم.

و ما یک شبکه بدون ساختار برای کل منطقه می گیریم. اگر از روش MultiZone Quad / Tri استفاده کنیم ، یک مش ساختاری را به دست می آوریم و در طی مراحل ساخت ، هندسه به طور خودکار در بلوک های مشخصه تجزیه می شود ، که به ما امکان می دهد برای قسمت 1 مش ساختاری از عناصر مستطیل شکل بسازیم و برای قسمت 2 یک شبکه بدون ساختار بسازیم.

معلوم شد کمی آشوب و چند کتاب. چه کسی تسلط داشته ، آن شخص در مقاله بعدی به مش های سه بعدی خواهیم پرداخت.

و برای روشن شدن اینکه مش و کیفیت آن بر محاسبه نهایی تأثیر می گذارد ، در اینجا نمونه ای از مش بد و ساخت خوبی را آورده ایم.