SwePub
Sök i LIBRIS databas

  Utökad sökning

WFRF:(Bernland Anders)
 

Sökning: WFRF:(Bernland Anders) > Acoustic boundary l...

Acoustic boundary layers as boundary conditions

Berggren, Martin (författare)
Umeå universitet,Institutionen för datavetenskap
Bernland, Anders (författare)
Umeå universitet,Institutionen för datavetenskap
Noreland, Daniel (författare)
Umeå universitet,Institutionen för datavetenskap
 (creator_code:org_t)
Elsevier, 2018
2018
Engelska.
Ingår i: Journal of Computational Physics. - : Elsevier. - 0021-9991 .- 1090-2716. ; 371, s. 633-650
  • Tidskriftsartikel (refereegranskat)
Abstract Ämnesord
Stäng  
  • The linearized, compressible Navier-Stokes equations can be used to model acoustic wave propagation in the presence of viscous and thermal boundary layers. However, acoustic boundary layers are notorious for invoking prohibitively high resolution requirements on numerical solutions of the equations. We derive and present a strategy for how viscous and thermal boundary-layer effects can be represented as a boundary condition on the standard Helmholtz equation for the acoustic pressure. This boundary condition constitutes an O (delta) perturbation, where delta is the boundary-layer thickness, of the vanishing Neumann condition for the acoustic pressure associated with a lossless sound-hard wall. The approximate model is valid when the wavelength and the minimum radius of curvature of the wall is much larger than the boundary layer thickness. In the special case of sound propagation in a cylindrical duct, the model collapses to the classical Kirchhoff solution. We assess the model in the case of sound propagation through a compression driver, a kind of transducer that is commonly used to feed horn loudspeakers. Due to the presence of shallow chambers and thin slits in the device, it is crucial to include modeling of visco-thermal losses in the acoustic analysis. The transmitted power spectrum through the device calculated numerically using our model agrees well with computations using a hybrid model, where the full linearized, compressible Navier-Stokes equations are solved in the narrow regions of the device and the inviscid Helmholtz equations elsewhere. However, our model needs about two orders of magnitude less memory and computational time than the more complete model. 

Ämnesord

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER  -- Maskinteknik -- Strömningsmekanik och akustik (hsv//swe)
ENGINEERING AND TECHNOLOGY  -- Mechanical Engineering -- Fluid Mechanics and Acoustics (hsv//eng)
NATURVETENSKAP  -- Matematik -- Beräkningsmatematik (hsv//swe)
NATURAL SCIENCES  -- Mathematics -- Computational Mathematics (hsv//eng)

Nyckelord

Acoustics
Visco-thermal boundary layers
Helmholtz equation
Wentzell boundary condition
Compression driver

Publikations- och innehållstyp

ref (ämneskategori)
art (ämneskategori)

Hitta via bibliotek

Till lärosätets databas

Hitta mer i SwePub

Av författaren/redakt...
Berggren, Martin
Bernland, Anders
Noreland, Daniel
Om ämnet
TEKNIK OCH TEKNOLOGIER
TEKNIK OCH TEKNO ...
och Maskinteknik
och Strömningsmekani ...
NATURVETENSKAP
NATURVETENSKAP
och Matematik
och Beräkningsmatema ...
Artiklar i publikationen
Journal of Compu ...
Av lärosätet
Umeå universitet

Sök utanför SwePub

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.

 
pil uppåt Stäng

Kopiera och spara länken för att återkomma till aktuell vy