Simulation acoustique

Les simulations acoustiques nécessitent des capacités spécialisées allant au-delà des capacités de modélisation par éléments finis (EF) standard. Vous devez souvent modéliser des éléments tels que le volume d'air et la zone dans laquelle vous souhaitez mesurer les pressions acoustiques. Simcenter fournit les fonctionnalités avancées dont vous avez besoin, telles que l'enrobage de surface, le maillage convexe, l'épaississement du maillage et la possibilité de créer des maillages hybrides (hexa-tétra), afin de vous aider à accélérer les processus de maillage acoustique davantage que les préprocesseurs traditionnels. La disponibilité de différents modèles de matériaux, tant pour la structure que pour le fluide, ainsi que la grande variété de conditions aux limites et de charges 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. Outre le fait que la FEM est la méthode la plus efficace en termes de vitesse de résolution, elle vous permet d'effectuer des analyses vibro-acoustiques couplées qui prennent en compte les modes structurels et les matériaux d'insonorisation. L'acoustique FEM peut également être facilement utilisée pour résoudre les problèmes d'acoustique extérieure, par exemple pour l'analyse du rayonnement sonore des composants du groupe motopropulseur tels que les systèmes à 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 difficile à modéliser selon la méthode FEM. La méthode BEM permet de simplifier la simulation de l'acoustique extérieure puisque seul le maillage de la surface extérieure est nécessaire. Cela simplifie à la fois le processus de modélisation et réduit les degrés de liberté du modèle de simulation, ce qui facilitera l'analyse.

Le bruit aéroacoustique induit par le flux joue un rôle important dans la signature acoustique d'un véhicule ou d'autres produits. Prévoir et comprendre les mécanismes de génération du bruit, localiser les sources sonores, identifier les voies de transmission et prévoir la réponse acoustique du système sont essentiels à 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 à vos produits une qualité sonore optimale et un avantage concurrentiel sur le marché.

Les exemples d'applications incluent : le bruit provenant du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC) et des conduits du système de contrôle de l'environnement (ECS), des carrosseries et des pantographes de train, des ventilateurs de refroidissement, des hélices de navires et d'avions, etc.

Créez des sources aéroacoustiques proches de flux turbulents émettant du bruit, calculés à partir d'une solution CFD, et calculez 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, par une pression aérodynamique et aéroacoustique sur une structure, qui réagit par des vibrations. Ces vibrations émettent des ondes acoustiques dans l'air ambiant. Par exemple, vous pouvez prévoir le bruit dans l'habitacle des voitures et des avions dû au vent qui agit sur les vitres et la carrosserie du véhicule. Les charges de pression au début de ces analyses peuvent provenir de solutions CFD ou d'un ensemble de modèles dits de couches limites turbulentes, inclus dans le logiciel.

Lorsque les problèmes d'acoustique que vous devez résoudre concernent de très grandes géométries ou de très hautes fréquences, 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 des domaines fermés et illimités. Contrairement aux solveurs acoustiques FEM ou BEM, l'acoustique des rayons exploite le fait qu'à des nombres de Helmholtz élevés, la propagation du son peut être simulée par traçage de rayons (une technique également utilisée pour simuler l'électromagnétisme et l'éclairage à haute fréquence). 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 ni par la taille du modèle et la résolution se fait de plusieurs ordres de grandeur plus rapidement qu'avec les solutions FEM ou BEM.

Comment pouvez-vous déterminer à quoi ressemble réellement votre produit en consultant des tableaux et des graphiques issus de votre simulation ? Vous ne pouvez pas. Mais Simcenter vous permet d'écouter votre produit avant de le créer.

L'auralisation acoustique vous plonge dans un environnement acoustique virtuel où vous pouvez
évaluez les performances acoustiques de vos conceptions en écoutant les résultats des simulations plutôt qu'en regardant uniquement des tracés et des courbes. Vous pouvez créer des scénarios d'écoute basés sur des sources simulées ou enregistrées en externe et sur des fonctions de transfert simulées obtenues à partir de solutions FEM, BEM ou Ray Acoustics. Grâce à l'auralisation acoustique, vous pouvez visualiser les données temporelles qui en résultent, écouter le scénario et modifier les différentes pistes pour améliorer la qualité sonore de votre produit. Vous pouvez également évaluer quantitativement la qualité du son sur la base de mesures de volume et de netteté dédiées.