Tyre aeroacoustics using hybrid CFD/CAA methods

THE PURPOSE OF THIS WORK is the aeroacoustic study of tyres to identify the feasibility of a Hybrid CFD/CAA approach to analyze the characteristic of tyre noise generated by the aeroacoustics mechanism. Initially, a classical 2D cylinder low Reynolds number flow study has been carried out numerically by OpenFOAM and Actran to verify the correlation between the simulation and the real-world data in aerodynamic and aeroacoustics. The LES turbulence model of compressible flow and the DDES turbulence model of incompressible flow are used. Results show that for the low Mach number application, incompressible flow combined with DDES turbulence model is sufficient to be adapted for vehicle aeroacoustics study, which is economical in computational power consumption. Lighthill sound analogy CAA method by Actran is adequate to study the tyre aeroacoustics further since it matches the classical experimental conclusion, and precision is guaranteed by the comparison of near-field direct approach numerical data and far-field FWH sound analogy approach result. Based on the conclusion, several tyres with different geometrical characteristics are investigated under this Hybrid CFD/CAA method workflow to demonstrate the key parameters affecting tyre aeroacoustics noise.

LO SCOPO DI QUESTO LAVORO DI TESI è lo studio dell'aeroacustica dei pneumatici per identificare la fattibilità di un approccio ibrido CFD / CAA per analizzare le caratteristiche del rumore del pneumatico generato dal meccanismo aeroacustico. Inizialmente, un classico studio del flusso di un cilindro 2D a basso numero di Reynolds è stato condotto numericamente da OpenFOAM e Actran per verificare la correlazione tra la simulazione ei dati del mondo reale in aerodinamica e aeroacustica. Vengono utilizzati il modello di turbolenza LES del flusso comprimibile e il modello di turbolenza DDES del flusso incomprimibile. I risultati mostrano che per l'applicazione a basso numero di Mach, un flusso incomprimibile combinato con il modello di turbolenza DDES è sufficiente per essere adattato per lo studio dell'aeroacustica del veicolo che è economico nel consumo di energia computazionale. Il metodo CAA dell'analogia del suono Lighthill di Actran è adeguato per studiare ulteriormente l'aeroacustica del pneumatico poiché corrisponde alla classica conclusione sperimentale e la precisione è garantita dal confronto dei dati numerici dell'approccio diretto in campo vicino e del risultato dell'approccio dell'analogia del suono FWH in campo lontano. Sulla base della conclusione, diversi pneumatici con diverse caratteristiche geometriche vengono studiati nell'ambito del flusso di lavoro del metodo ibrido CFD / CAA per dimostrare i parametri chiave che influenzano il rumore aeroacustico del pneumatico.