رشته علمی هواآکوستیک به برهمکنش بین یک جریان متوسط پس زمینه و یک میدان صوتی منتشر شده در این جریان می پردازد. به طور کلی، این موضوع هم به توصیف بسیار پیچیده ایجاد صدا توسط تلاطم در جریان پس‌زمینه، یعنی نویز ناشی از جریان و هم به تأثیر جریان میانگین پس‌زمینه بر انتشار یک میدان صوتی ایجاد شده خارجی، یعنی جریان مربوط می‌شود . نویز متحمل شده یا آکوستیک همرفتی قابلیت‌های هواآکوستیک محاسباتی (CAA) رابط‌های هواآکوستیک در COMSOL Multiphysics فقط وضعیت آکوستیک همرفتی را پوشش می‌دهد.
شبیه‌سازی‌های هواآکوستیک به طور ایده‌آل شامل حل معادلات پیوستگی، تکانه (معادلات ناویر- استوکس) و انرژی کاملاً قابل تراکم در حوزه زمان است. سپس امواج فشار صوتی زیر مجموعه ای از محلول سیال را تشکیل می دهند. این رویکرد اغلب برای کاربردهای CAA در دنیای واقعی به دلیل زمان محاسباتی و منابع حافظه مورد نیاز غیر عملی است. در عوض، برای حل بسیاری از مسائل مهندسی عملی، از یک رویکرد دو مرحله‌ای جداشده استفاده می‌شود: ابتدا برای جریان سیال حل کنید، سپس اختلالات صوتی جریان.
برای حل مسئله آکوستیک، معادلات حاکم حول جریان میانگین پس‌زمینه خطی می‌شوند و فقط برای اغتشاش صوتی حل می‌شوند. متغیرهای صوتی کوچک فرض می شوند و می توان از تئوری اغتشاش برای مثال فشار کل استفاده کرد.
مجموع فشار میانگین پس زمینه p 0 و تغییرات فشار آکوستیک p (گاهی اوقات با برچسب p ‘ یا p 1 ) است.
این بخش چارچوب ریاضی پایه را برای معادلات هواآکوستیک حل شده در رابط های هواآکوستیک ارائه می دهد، که با معادلات عمومی حاکم برای جریان سیال شروع می شود، یعنی معادلات بقا، معادلات سازنده و معادلات حالت. سپس معادلات خطی شده ناویر-استوکس، معادلات اویلر خطی، معادلات جریان پتانسیل خطی شده و در نهایت معادلات جریان پتانسیل فشاری ارائه شده است.
در این بخش پیشینه تئوری برای:
• | معادلات عمومی حاکم |
• | ناویر-استوکس خطی شده |
• | اویلر خطی شده |
• | فرمولاسیون میدان پراکنده برای LE و LNS |
• | جریان پتانسیل خطی شده |
• | جریان پتانسیل تراکم پذیر |
