مطالعه عددي پديده هواصوتي ناشي از جريان حول استوانه هاي پشت سر هم با استفاده از روي‌كرد شبيه سازي گردابه هاي بزرگ

Numerical investigation of aeroacoustic behavior of flow over tandem cylinders applying large eddy simulation approach

در اين تحقيق، صداي توليد شده توسط اندركنش گردابه هاي ناشي از جريان حول استوانه هاي پشت سرهم، در حالت ناپايا مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعه عددي اثرات هندسه استوانه بر رفتار هواصوتي جريان، توسط روي‌كرد شبيه‌سازي گردابه هاي بزرگ، نظريه كِرل و الگوي ويليام- هاوكينگز انجام شده است. صحت و دقت روش عددي به كار گرفته‌شده، با استفاده از نتايج تجربي موجود، بررسي شده است. نتايج صداي دريافتي از ميكروفن ها، تشابه ‌خوبي با صداي اندازه گيري‌شده تجربي در طيف هاي مختلف قدرت را نشان مي‌دهند. با توجه به نتايج به‌دست‌آمده، زاويه جدايش جريان حول استوانه، 118 درجه نسبت به نقطه سكون بوده و ميزان چگالي طيف قدرت صدا در اعداد استروهال صفر تا 5/0، بين 60 تا 95 دسي بل متغير مي باشد. ضمناً، تراز فشار صدا در اين بازه عدد استروهال، روندي نزولي به صورت لگاريتمي از 10 تا صفر دسي بل را طي مي كند.

In this research, the sound produced by vortices interactions of unsteady flow over tandem cylinders is investigated. Cylinders geometrical effects on the flow aeroacoustic behavior are numerically studied applying the large eddy simulation approach, the Curl theory, and the Ffowcs Williams-Hawkings model. Numerical validation and its accuracy are investigated using the available experimental results. The sound detected by the microphones shows good agreement compared to the experimentally recorded sounds at different power spectrums. According to the obtained results, flow separation over the cylinder occurs at 118 degrees measured from the flow stagnation point and at the Strouhal numbers of 0 to 0.5, magnitude of noise power spectrum density varies between 60 to 95 dB. Also, the sound pressure level in the range of considered Strouhal numbers decreases from 10 dB to zero dB, logarithmically.