Akustická simulace

Akustické simulace vyžadují specializované schopnosti nad rámec standardních možností modelování konečných prvků (FE). Často je třeba modelovat věci, jako je objem vzduchu a oblast, kde chcete měřit akustické tlaky. Simcenter poskytuje pokročilé funkce, které potřebujete, jako je povrchové ovíjení, konvexní síťování, zesílení sítě a schopnost vytvářet hybridní (hexa-tetra) sítě, které vám pomohou urychlit procesy akustického síťování více než tradiční preprocesory. Dostupnost různých materiálových modelů pro strukturu i kapalinu a široká škála strukturálních a akustických okrajových podmínek a zatížení vám umožní efektivně nastavit analýzu.

Metoda konečných prvků (FEM) pro analýzu akustiky je ideální pro simulaci problémů vnitřní akustiky. Kromě toho, že FEM je efektivnější metodou z hlediska rychlosti řešení, umožňuje provádět vázané vibroakustické analýzy, které berou v úvahu strukturální režimy a zvukově izolační materiály. Akustiku FEM lze snadno použít i k řešení problémů s vnější akustikou, například pro analýzu hlukového záření pro komponenty hnacího ústrojí, jako jsou systémy indukce vzduchu, převodovky nebo plně elektrické pohonné jednotky.

Metoda hraničních prvků (BEM), která se často používá pro problémy vnější akustiky, je ideální pro problémy zahrnující velmi složitou geometrii, která může být výzvou pro modelování pro metodu FEM. Metoda BEM pomáhá zjednodušit simulaci vnější akustiky, protože je zapotřebí pouze vnější povrchová síť geometrie. To zjednodušuje proces modelování a snižuje stupně volnosti v simulačním modelu, což povede ke snadnější analýze.

Průtokem indukovaný aeroakustický šum je významnou součástí akustického podpisu vozidla nebo jiných produktů. Předpovídání a porozumění mechanismům generování šumu, lokalizace zdrojů zvuku, identifikace přenosových cest a predikce akustické odezvy systému jsou klíčem k dobrému akustickému designu. Se Simcentrem získáte komplexní přehled o vašich předpovědích hluku, což vám umožní vyvinout efektivní konstrukční protiopatření. Tím je zajištěno, že vaše výrobky udržují optimální kvalitu zvuku a konkurenční výhodu na trhu.

Mezi příklady použití patří: hluk z vytápění, větrání a klimatizace (HVAC) a potrubí systému řízení životního prostředí (ECS), vlakových vozíků a sběračů, chladicích ventilátorů, lodních a leteckých vrtulí a další.

Vytvářejte aero-akustické zdroje blízké turbulentním proudům emitujícím hluk, jak je vypočítáno z řešení CFD, a vypočítejte jejich akustickou odezvu ve vnějším nebo vnitřním prostředí. V aero-vibroakustických aplikacích jsou turbulence proudění zavedeny možná jak aerodynamický, tak aero-akustický tlak na konstrukci, která reaguje vibracemi. Tyto vibrace způsobují, že akustické vlny vyzařují do okolního vzduchu. Můžete například předvídat hluk kabiny uvnitř automobilů a letadel v důsledku zatížení větrem působícím na okna vozidla a konstrukční tělo vozidla. Tlaková zatížení na začátku těchto analýz může pocházet z řešení CFD nebo ze sady takzvaných modelů turbulentních hraničních vrstev, které jsou součástí softwaru.

Pokud problémy s akustikou, které potřebujete vyřešit, zahrnují velmi velké geometrie nebo velmi vysoké frekvence, pak řešení FEM a BEM jsou příliš nákladná na řešení.

Ray Acoustics se používá k predikci akustických odezev až do velmi vysokých frekvencí a pro velmi velké geometrie, v uzavřených i neomezených doménách. Na rozdíl od akustických řešičů FEM nebo BEM využívá paprsková akustika skutečnost, že při vysokých Helmholtzových číslech lze šíření zvuku simulovat pomocí ray tracing (technika používaná také k simulaci vysokofrekvenční elektromagnetiky a osvětlení). Proto vyžaduje pouze síť, aby správně reprezentovala topologii produktu a nikoli jemnou diskretizaci domény. Výsledkem je, že řešení není ohraničeno horním limitem frekvence nebo velikostí modelu a řešení je provedeno řádově rychleji ve srovnání s řešeními FEM nebo BEM.

Jak poznáte, jak váš produkt skutečně zní, když se podíváte na grafy a grafy z vaší simulace? Nemůžeš. Simcenter vám však dává možnost naslouchat vašemu produktu před jeho vytvořením.

Auralizace akustiky vás ponoří do virtuálního akustického prostředí, kde můžete
vyhodnoťte akustický výkon vašich návrhů tím, že posloucháte výsledky simulace, nikoli pouze se díváte na grafy a křivky. Můžete vytvářet scénáře poslechu na základě simulovaných nebo externě zaznamenaných zdrojů a simulovaných přenosových funkcí získaných buď z FEM, BEM nebo paprskových akustických řešení. S akustickou auralizací můžete vizualizovat výsledná časová data, poslouchat scénář a provádět změny jednotlivých skladeb, abyste zlepšili kvalitu zvuku vašeho produktu. Kromě toho můžete kvantitativně vyhodnotit kvalitu zvuku na základě vyhrazených metrik hlasitosti a ostrosti.