Akustinen simulointi

Akustiset simulaatiot vaativat erikoistuneita ominaisuuksia tavallisten äärellisten elementtien (FE) mallinnusominaisuuksien lisäksi. Usein sinun on mallinnettava asioita, kuten ilmamäärä ja alue, jolla haluat mitata akustisia paineita. Simcenter tarjoaa tarvitsemasi edistykselliset ominaisuudet, kuten pinnan kääriminen, kupera verkko, verkon paksuuntuminen ja mahdollisuuden luoda hybridiverkkoja (hexa-tetra), joiden avulla voit nopeuttaa akustisia verkkoprosesseja enemmän kuin perinteiset esiprosessorit. Erilaisten materiaalimallien saatavuus sekä rakenne- että nesteille sekä laaja valikoima rakenteellisia ja akustisia reunaolosuhteita ja kuormia mahdollistavat analyysin tehokkaan määrittämisen.

Akustiikan analyysin äärellisten elementtien menetelmä (FEM) on ihanteellinen sisäakustiikan ongelmien simulointiin. Sen lisäksi, että FEM on tehokkaampi menetelmä ratkaisunopeuden suhteen, sen avulla voit suorittaa kytkettyjä vibroakustisia analyyseja, joissa otetaan huomioon rakenteelliset tilat ja äänieristysmateriaalit. FEM-akustiikkaa voidaan helposti käyttää myös ulkoakustiikan ongelmien ratkaisemiseen, esimerkiksi voimansiirron komponenttien, kuten ilmaninduktiojärjestelmien, vaihdelaatikoiden tai täyssähköisten käyttöyksiköiden melusäteilyanalyysiin.

Raja-elementtimenetelmä (BEM), jota käytetään usein ulkoakustiikan ongelmiin, on ihanteellinen ongelmiin, joihin liittyy hyvin monimutkaista geometriaa, jonka mallintaminen FEM-menetelmällä voi olla haastavaa. BEM-menetelmä auttaa yksinkertaistamaan ulkoakustiikan simulointia, koska tarvitaan vain geometrian ulkopintaverkko. Tämä yksinkertaistaa sekä mallinnusprosessia että vähentää simulaatiomallin vapausasteita, mikä helpottaa analysointia.

Virtauksen aiheuttama aeroakustinen melu on merkittävä osa ajoneuvon tai muiden tuotteiden akustista allekirjoitusta. Meluntuotantomekanismien ennustaminen ja ymmärtäminen, äänilähteiden paikallistaminen, lähetyspolkujen tunnistaminen ja järjestelmän akustisen vasteen ennustaminen ovat avain hyvään akustiseen suunnitteluun. Simcenterin avulla voit saada kattavan käsityksen meluennusteistasi, jolloin voit kehittää tehokkaita suunnitteluvastatoimia. Tämä varmistaa, että tuotteesi säilyttävät optimaalisen äänenlaadun ja kilpailuedun markkinoilla.

Esimerkkejä sovelluksista ovat: lämmityksen, ilmanvaihdon ja ilmastoinnin (LVI) ja ympäristövalvontajärjestelmän (ECS) kanavien, junatavaroiden ja virroittimien, jäähdytyspuhaltimien, laivojen ja lentokoneiden potkurien aiheuttaman melun aiheuttama melu.

Luo ilma-akustisia lähteitä lähellä melua lähettäviä turbulenttivirtauksia CFD-ratkaisusta laskettuina ja laske niiden akustinen vaste ulko- tai sisäympäristössä. Aero-vibroakustisissa sovelluksissa virtauksen turbulenssit tuovat mahdollisesti sekä aerodynaamista että aero-akustista painetta rakenteeseen, joka reagoi värähtelemällä. Nämä värähtelyt aiheuttavat akustisten aaltojen säteilyä ympäröivään ilmaan. Voit esimerkiksi ennustaa matkustamon melua autojen ja lentokoneiden sisällä ajoneuvon ikkunoihin ja rakenteelliseen runkoon vaikuttavien tuulikuormien vuoksi. Näiden analyysien alussa olevat painekuormat voivat olla peräisin CFD-ratkaisuista tai ohjelmistoon sisältyvistä ns. Turbulent Boundary Layer -malleista.

Kun ratkaisemasi akustiikkaongelmat sisältävät erittäin suuria geometrioita tai erittäin korkeita taajuuksia, FEM- ja BEM-ratkaisut tulevat liian kalliiksi ratkaista.

Ray Acousticsia käytetään ennustamaan akustisia vasteita erittäin korkeille taajuuksille ja erittäin suurille geometrioille, sekä suljetuissa että rajoittamattomissa alueissa. Toisin kuin FEM- tai BEM-akustiset ratkaisijat, sädeakustiikka hyödyntää sitä tosiasiaa, että suurilla Helmholtzin numeroilla äänen etenemistä voidaan simuloida säteen jäljittämisellä (tekniikka, jota käytetään myös simuloimaan korkeataajuista sähkömagneettista tekniikkaa ja valaistusta). Siksi se edellyttää vain, että verkko edustaa oikein tuotteen topologiaa eikä verkkotunnuksen hienoa diskretisointia. Tämän seurauksena ratkaisua ei rajoita ylätaajuusraja tai mallin koko ja ratkaiseminen tapahtuu suuruusluokkia nopeammin kuin FEM- tai BEM-ratkaisuissa.

Kuinka voit selvittää, miltä tuotteesi todella kuulostaa katsomalla kaavioita ja kaavioita simulaatiostasi? Et voi. Mutta Simcenter antaa sinulle mahdollisuuden kuunnella tuotteitasi ennen sen rakentamista.

Akustiikan auralisointi upottaa sinut virtuaaliseen akustiseen ympäristöön, jossa voit
arvioi suunnitelmiesi akustista suorituskykyä kuuntelemalla simulaatiotuloksia sen sijaan, että katsot vain kaavioita ja käyriä. Voit luoda kuunteluskenaarioita, jotka perustuvat simuloituihin tai ulkoisesti tallennettuihin lähteisiin ja simuloituihin siirtofunktioihin, jotka on saatu joko FEM-, BEM- tai sädeakustiikkaratkaisuista. Akustiikan auralisoinnin avulla voit visualisoida tuloksena olevat aikatiedot, kuunnella skenaariota ja tehdä muutoksia yksittäisiin kappaleisiin tuotteesi äänenlaadun parantamiseksi. Voit lisäksi arvioida äänenlaatua kvantitatiivisesti erityisten äänenvoimakkuus- ja terävyysmittareiden perusteella.