Simulación acústica

Las simulaciones acústicas requieren capacidades especializadas más allá de las capacidades estándar de modelado de elementos finitos (FE). A menudo necesita modelar cosas como el volumen de aire y el área donde desea medir las presiones acústicas. Simcenter proporciona las funciones avanzadas que necesita, como envoltura de superficies, malla convexa, engrosamiento de malla y la capacidad de crear mallas híbridas (hexa-tetra), para ayudarle a acelerar los procesos de mallado acústico más que los preprocesadores tradicionales. La disponibilidad de varios modelos de materiales tanto para la estructura como para el fluido, y la amplia variedad de condiciones y cargas de límites estructurales y acústicos, le permite configurar su análisis de manera eficiente.

El método de elementos finitos (FEM) para el análisis acústico es ideal para simular problemas acústicos interiores. Además de que FEM es el método más eficiente en términos de velocidad de solución, le permite realizar análisis vibroacústicos acoplados que toman en consideración los modos estructurales y los materiales de insonorización. La acústica FEM también se puede usar fácilmente para resolver problemas acústicos exteriores, como para el análisis de radiación de ruido para componentes del tren motriz como sistemas de inducción de aire, cajas de cambios o unidades de transmisión completamente eléctricas.

A menudo utilizado para problemas de acústica exterior, el método del elemento límite (BEM) es ideal para problemas que involucran una geometría muy compleja que puede ser un desafío modelar para el método FEM. El método BEM ayuda a simplificar la simulación acústica exterior, ya que solo se necesita la malla de la superficie exterior de la geometría. Esto simplifica tanto el proceso de modelado como reduce los grados de libertad en el modelo de simulación, lo que resultará en un análisis más fácil.

El ruido aeroacústico inducido por el flujo es un componente importante de la firma acústica de un vehículo u otros productos. Predecir y comprender los mecanismos de generación de ruido, localizar fuentes de sonido, identificar rutas de transmisión y predecir la respuesta acústica del sistema son clave para un buen diseño acústico. Con Simcenter, puede obtener una comprensión completa de sus predicciones de ruido, lo que le permite desarrollar contramedidas de diseño efectivas. Esto asegura que sus productos mantengan una calidad de sonido óptima y una ventaja competitiva en el mercado.

Las aplicaciones de ejemplo incluyen: ruido de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) y conductos del sistema de control ambiental (ECS), trineos y pantógrafos de trenes, ventiladores de refrigeración, hélices de barcos y aviones y más.

Cree fuentes aeroacústicas cercanas a flujos turbulentos emisores de ruido calculados a partir de una solución CFD y calcular su respuesta acústica en el entorno exterior o interior. En aplicaciones aerovibroacústicas, las turbulencias de flujo se introducen posiblemente presión aerodinámica y aeroacústica en una estructura, que responde vibrando. Estas vibraciones hacen que las ondas acústicas irradien en el aire circundante. Por ejemplo, puede predecir el ruido de la cabina dentro de automóviles y aviones debido a las cargas de viento que actúan sobre las ventanas y la carrocería estructural del vehículo. Las cargas de presión al comienzo de estos análisis pueden provenir de soluciones CFD o de un conjunto de los llamados modelos de capa límite turbulenta, incluidos en el software.

Cuando los problemas acústicos que necesita resolver involucran geometrías muy grandes o frecuencias muy altas, entonces las soluciones FEM y BEM se vuelven demasiado costosas de resolver.

Ray Acoustics se utiliza para predecir respuestas acústicas hasta frecuencias muy altas y para geometrías muy grandes, tanto en dominios cerrados como sin límites. A diferencia de los solucionadores acústicos FEM o BEM, la acústica de rayos aprovecha el hecho de que en números Helmholtz altos, la propagación del sonido se puede simular mediante trazado de rayos (una técnica que también se utiliza para simular electromagnetismo e iluminación de alta frecuencia). Por lo tanto, solo requiere que la malla represente correctamente la topología del producto y no una discretización fina del dominio. Como resultado, la solución no está limitada por un límite de frecuencia superior o el tamaño del modelo y la resolución se realizan órdenes de magnitud más rápido en comparación con las soluciones FEM o BEM.

¿Cómo puede saber cómo suena realmente su producto mirando tablas y gráficos de su simulación? No puede. Pero Simcenter le da la capacidad de escuchar su producto antes de construirlo.

La auralización acústica lo sumerge en un entorno acústico virtual donde puede
evalúe el rendimiento acústico de sus diseños escuchando los resultados de la simulación en lugar de solo mirar gráficos y curvas. Puede crear escenarios de escucha basados en fuentes simuladas o grabadas externamente y funciones de transferencia simuladas obtenidas de soluciones de acústica FEM, BEM o rayos. Con la auralización acústica, puede visualizar los datos de tiempo resultantes, escuchar el escenario y realizar cambios en las pistas individuales para mejorar la calidad de sonido de su producto. Además, puede evaluar cuantitativamente la calidad del sonido basándose en métricas de sonoridad y nitidez dedicadas.