Abstract
There are presented the results of numerical simulation of an applied acoustic problem – modeling of gas processes occurring in the measuring chamber of the infrasound pistonphone 3202 at different frequencies of piston oscillation (0.1 – 1000 Hz) and characterized by extremely small Mach numbers (9.1·10-7÷9.1·10-3). The simulation was performed using quasi-gas-dynamic (QGD) and quasi-hydrodynamic (QHD) equations of a viscous compressible heat-conducting gas with the use of a time-explicit difference scheme, all spatial derivatives was approximated by central differences. It is shown that QGD and QHD models can be used for a simulation of applied acoustics and, in particular, to the simulation of infrasonic pistonphone: the stability limits of the QGD and QHD algorithms in this problem were determined, the dependence of sound pressure on the tuning parameter α is investigated and it is shown that this dependence is quite small. The spectra of sound pressure at the control point calculated by QGD and QHD are given, their dependence on the tuning parameter α is shown, both models equally predict the value of the sound pressure amplitude at the fundamental frequency oscillations. At the end of the article, the sound pressure at the control point at the fundamental frequency oscillations obtained by using QGD and QHD is compared with the values calculated by using semi-empirical formula of sound pressure at closed volume for a case of small oscillations using the polytropic index obtained by Henry Gerber instead of the adiabatic coefficient.
Highlights
Для сеточной аппроксимации уравнений используются явные аппроксимации по времени и центральные разностные производные по пространству на равномерной сетке с одинаковыми шагами по координатным направлениям [13, 5.5]
Simulation according to QHD Хотя на кривых звукового давления для расчета по КГиД при α=0,5 практически нет осцилляций, линии тока и изолинии звукового давления говорят о наличии схемных осцилляций на используемой сетке, как упоминалось выше
His research interests include calibration of measuring instruments of sound pressure in the air at infrasound frequencies and simulation of applied acoustics
Summary
Измерительная камера пистонфона представляет собой цилиндр диаметром d=69,97 мм и высотой h=66,06 мм, поршень в основании камеры имеет диаметр dp=20 мм. 2. Расчетная область измерительной камеры пистонфона Fig. 2. ∂z где ur и uz – проекции вектора скорости u⃗ на оси r и z; E – полная энергия единицы объема; H – полная удельная энтальпия:. Величины ω и ω , компоненты тензора вязкости Π и проекции на оси r и z теплового потока в КГД и КГиД считаются по-разному. Граница расчетной области состоит из оси симметрии, поршня и стенок камеры. Движение поршня в произвольный момент времени t описывается с помощью граничного условия для азимутальной скорости: u. Также на границе поршня задано условие прилипания для радиальной скорости, постоянство температуры и непроницаемости:. ∂r u = 0, На стенках камеры – условия прилипания для скорости, постоянства температуры и непроницаемости:.
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callMore From: Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
