Ilmastointilaitteiden melunlähteiden etsiminen aikariippuvan virtaussimuloinnin keinoin Pekka Saarinen & Jukka Keränen.

Esitys aiheesta: "Ilmastointilaitteiden melunlähteiden etsiminen aikariippuvan virtaussimuloinnin keinoin Pekka Saarinen & Jukka Keränen."— Esityksen transkriptio:

1 Ilmastointilaitteiden melunlähteiden etsiminen aikariippuvan virtaussimuloinnin keinoin
Pekka Saarinen & Jukka Keränen

2 jousi-sys-teemi kaasu / neste
liike-yhtälö massan säilyminen Hooken laki D / DV voimat tulevat paine-eroista ääniaaltojen adiabaattisuus kaasu / neste viskositeetti ja ulkoiset voimat Navier-Stokes Lighthillin analogia lähdetermit

3 Simuloidun lähdekentän laitteen sisällä tulee korreloida huoneessa mitatun virtausmelun kanssa.
kuumat suihkut palaminen viskoosi kitka virtaus-simulaatiosta keskipakovoima gravitaatio

4 poistoventtiili (exhaust valve)
poistoilmalaite: poistoventtiili (exhaust valve) tuloilmalaite: kattohajotin (ceiling diffuser) Kummastakin laitteesta on valmistettu hiljainen ja meluisa prototyyppi. Paljastaako mallinnettu virtausmelun lähdetermi, kumpi geometria on meluisa? Paljastaako mallinnus, miten ja missä melu syntyy?

5 meluisa geometria hiljainen geometria

6 mitatut äänitehotasot (LW) 1/3-oktaavikaistoittain
ilmavirrat hajotin: 83 l/s venttiili: 9 l/s meluisa geometria LWA [dBA] 27.1 42.0 35.0 48.1 hiljainen geometria

7 aikariippuva virtausmallinnus (LES)
Tuloksena saadaan kenttäsuureiden (esim. nopeus, tiheys ja paine) simuloituja aikasarjoja.  Voidaan laskea ajasta riippuva lähdetermi. Lähtötilaksi sopii ajasta riippumaton tasapainoratkaisu (RANS). Laskentaverkon äänen lähdealueella on oltava hyvin tiheä (alle 1 mm:n koppikoko). Aika-askelen on oltava lyhyt; < 1 / 6×fmaks , v / kopin halkaisija Lähtötila on epäfysikaalinen.  Myös aikasarjan alku on epäfysikaalinen. LES-ratkaisijan funktiogeneraattori simuloitu lähdekenttä LES-ratkaisija (standardityökalu) simuloitu aika RANS epäfysikaalinen virtauskenttä akustinen ratkaisija (lisätyökalu) simuloitu äänenpaine-kenttä

8 Turbulenssin kehittyminen hajottimien virtaussimulaatiossa
Aika-askel Δ t = s. Tulokanavaa on mallinnettu noin metrin pituinen pala. Turbulenssin kehittymisen nopeuttamiseksi tuloreunaehdon lähelle on sijoitettu keinotekoinen virtauseste.

9 Purkaussuihkun kehittyminen venttiilien virtaussimulaatiossa
Aika-askel Δ t = s. Turbulenssi kehittyy lähdealueelle nopeasti. Lähtötilan RANS-ratkaisussa suihku kaartuu virheellisesti kohti poistokanavan seiniä. Oikean virtauskuvion syntyminen kestää pitkään.

10 hiljainen geometria meluisa geometria
lähdetermipinnat ±107 kg m-3 s-2

11 hiljainen geometria meluisa geometria
lähdetermipinnat ±5 × 107 kg m-3 s-2

12 Virtausmelun synty poistoventtiilissä painemuuttujan avulla nähtynä.

13 Meluisan lautashajottajan tapauksessa suihku on vapaa vain toisesta reunastaan ja pyörreparien sijasta lähdealueelle näyttää syntyvän yksittäisiä pyörteitä. Huom.! Ylemmässä kuvassa on pyörteisyyden tasoa vahtaan kohtisuoran komponentin normi.

14 Kiitos!

15 hajottimet venttiilit

16

17 geometria ja seurantapisteet

18