Simulation acoustique

Les simulations acoustiques nécessitent des capacités spécialisées au-delà des capacités standard de modélisation par éléments finis (FE). Souvent, vous devez modéliser des choses comme le volume d'air et la zone où vous voulez mesurer les pressions acoustiques. Simcenter fournit les fonctionnalités avancées dont vous avez besoin, telles que l'emballage de surface, le maillage convexe, l'épaississement des mailles et la possibilité de créer des mailles hybrides (hexa-tétra), pour vous aider à accélérer les processus de maillage acoustique plus que les préprocesseurs traditionnels. La disponibilité de différents modèles de matériaux pour la structure et le fluide, et la grande variété de conditions et de charges aux limites structurelles et acoustiques, vous permettent de configurer efficacement votre analyse.

La méthode des éléments finis (FEM) pour l'analyse acoustique est idéale pour simuler des problèmes d'acoustique intérieure. En plus du fait que la FEM est la méthode la plus efficace en termes de vitesse de solution, elle vous permet d'effectuer des analyses vibroacoustiques couplées qui prennent en compte les modes structurels et les matériaux d'insonorisation. L'acoustique FEM peut également être facilement utilisée pour résoudre des problèmes d'acoustique extérieure, comme pour l'analyse du rayonnement sonore pour les composants du groupe motopropulseur tels que les systèmes d'induction d'air, les boîtes de vitesses ou les unités d'entraînement entièrement électriques.

Souvent utilisée pour les problèmes d'acoustique extérieure, la méthode des éléments limites (BEM) est idéale pour les problèmes impliquant une géométrie très complexe qui peut être un défi à modéliser pour la méthode FEM. La méthode BEM permet de simplifier la simulation acoustique extérieure puisque seul le maillage de la surface extérieure de la géométrie est nécessaire. Cela simplifie à la fois le processus de modélisation et réduit les degrés de liberté dans le modèle de simulation, ce qui se traduira par une analyse plus facile.

Le bruit aéroacoustique induit par le flux est une composante importante de la signature acoustique d'un véhicule ou d'autres produits. Prédire et comprendre les mécanismes de génération de bruit, localiser les sources sonores, identifier les chemins de transmission et prédire la réponse acoustique du système sont la clé d'une bonne conception acoustique. Avec Simcenter, vous pouvez acquérir une compréhension complète de vos prévisions de bruit, ce qui vous permet de développer des contre-mesures de conception efficaces. Cela garantit que vos produits conservent une qualité sonore optimale et un avantage concurrentiel sur le marché.

Exemples d'applications : le bruit provenant des conduits de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) et du système de contrôle environnemental (ECS), des chaussons et pantographes de train, des ventilateurs de refroidissement, des hélices de navires et d'avions et plus encore.

Créer des sources aéroacoustiques proches des flux turbulents émetteurs de bruit calculés à partir d'une solution CFD et calculer leur réponse acoustique dans l'environnement extérieur ou intérieur. Dans les applications aérovibro-acoustiques, les turbulences d'écoulement sont introduites peut-être à la fois des pressions aérodynamiques et aéroacoustiques sur une structure, qui réagit par vibration. Ces vibrations font rayonner des ondes acoustiques dans l'air ambiant. Par exemple, vous pouvez prédire le bruit de la cabine à l'intérieur des voitures et des avions en raison des charges de vent agissant sur les vitres et la carrosserie structurelle du véhicule. Les charges de pression au début de ces analyses peuvent provenir de solutions CFD ou d'un ensemble de modèles dits Turbulent Boundary Layer, inclus dans le logiciel.

Lorsque les problèmes acoustiques que vous devez résoudre impliquent de très grandes géométries ou de très hautes fréquences, alors les solutions FEM et BEM deviennent trop coûteuses à résoudre.

Ray Acoustics est utilisé pour prédire les réponses acoustiques jusqu'aux très hautes fréquences et pour de très grandes géométries, dans les domaines fermés et illimités. Contrairement aux solveurs acoustiques FEM ou BEM, l'acoustique des rayons exploite le fait qu'à des nombres Helmholtz élevés, la propagation du son peut être simulée par le ray tracing (une technique également utilisée pour simuler l'électromagnétique haute fréquence et l'éclairage). Par conséquent, il suffit que le maillage représente correctement la topologie du produit et non une discrétisation fine du domaine. Par conséquent, la solution n'est pas limitée par une limite de fréquence supérieure ou la taille du modèle et la résolution se fait des ordres de grandeur plus rapidement que les solutions FEM ou BEM.

Comment pouvez-vous savoir à quoi ressemble vraiment votre produit en regardant les tableaux et les graphiques de votre simulation ? Vous ne pouvez pas. Mais Simcenter vous donne la possibilité d'écouter votre produit avant de le construire.

L'audition acoustique vous plonge dans un environnement acoustique virtuel où vous pouvez
évaluez les performances acoustiques de vos conceptions en écoutant les résultats de la simulation plutôt que de regarder uniquement les tracés et les courbes. Vous pouvez créer des scénarios d'écoute basés sur des sources simulées ou enregistrées en externe et des fonctions de transfert simulées obtenues à partir de solutions acoustiques FEM, BEM ou ray ray. Avec l'audition acoustique, vous pouvez visualiser les données de temps résultantes, écouter le scénario et apporter des modifications aux pistes individuelles pour améliorer la qualité sonore de votre produit. Vous pouvez également évaluer quantitativement la qualité sonore en fonction de métriques dédiées de volume et de netteté.