Akusztikus szimuláció

Az akusztikus szimulációk speciális képességeket igényelnek a szokásos véges elemek (FE) modellezési képességein túl. Gyakran olyan dolgokat kell modelleznie, mint a levegő mennyisége és a terület, ahol meg akarja mérni az akusztikus nyomást. A Simcenter olyan fejlett funkciókat kínál, mint például a felületi csomagolás, a domború háló, a háló megvastagodása és a hibrid (hexa-tetra) hálók létrehozásának képessége, hogy jobban felgyorsítsa az akusztikus hálós folyamatokat, mint a hagyományos előprocesszorok. A különböző anyagmodellek elérhetősége mind a szerkezeti, mind a folyadék számára, valamint a szerkezeti és akusztikai határfeltételek és terhelések széles választéka lehetővé teszi az elemzés hatékony beállítását.

Az akusztikai elemzésre szolgáló véges elemes módszer (FEM) ideális a belső akusztikai problémák szimulálására. Amellett, hogy a FEM a megoldási sebesség szempontjából hatékonyabb módszer, lehetővé teszi a kapcsolt vibroakusztikai elemzések elvégzését, amelyek figyelembe veszik a szerkezeti módokat és a hangszigetelő anyagokat. A FEM akusztika könnyen használható külső akusztikai problémák megoldására is, például a hajtáslánc alkatrészeinek zajsugárzásának elemzésére, például légindukciós rendszerek, sebességváltók vagy teljesen elektromos hajtóegységek zajsugárzásának elemzésére.

A külső akusztikai problémákhoz gyakran használt határelem-módszer (BEM) ideális a nagyon összetett geometriával járó problémákhoz, amelyek kihívást jelenthetnek a FEM módszer modellezése. A BEM módszer segít egyszerűsíteni a külső akusztikai szimulációt, mivel csak a geometria külső felületi hálója szükséges. Ez egyszerűsíti mind a modellezési folyamatot, mind csökkenti a szimulációs modell szabadságfokát, ami könnyebb elemzést eredményez.

Az áramlás által kiváltott aeroakusztikus zaj egy jármű vagy más termék akusztikai jellegének jelentős eleme. A zajgeneráló mechanizmusok előrejelzése és megértése, a hangforrások lokalizálása, az átviteli útvonalak azonosítása és a rendszer akusztikus reakciójának előrejelzése kulcsfontosságú a jó akusztikus kialakításhoz. A Simcenter segítségével átfogóan megértheti zajelőrejelzéseit, lehetővé téve hatékony tervezési ellenintézkedések kidolgozását. Ez biztosítja, hogy termékei optimális hangminőséget és versenyelőnyt biztosítsanak a piacon.

Példa alkalmazások közé tartozik: fűtési, szellőztető és légkondicionáló (HVAC), valamint környezetvédelmi szabályozó rendszer (ECS) csatornák, vonatboogik és áramszedők, hűtőventilátorok, hajó- és repülőgép-légcsavarok és egyebek által okozott zaj.

A CFD megoldásból kiszámított zajkibocsátó turbulens áramlásokhoz közeli aeroakusztikus forrásokat hozhat létre, és kiszámítsa azok akusztikai reakcióját külső vagy belső környezetben. Aero-vibroakusztikus alkalmazásokban az áramlási turbulenciák valószínűleg mind aerodinamikai, mind aeroakusztikus nyomást vezetnek be egy szerkezetre, amely rezgéssel reagál. Ezek a rezgések okozzák az akusztikus hullámok sugárzását a környező levegőben. Például megjósolhatja az utastér zaját az autók és repülőgépek belsejében a jármű ablakaira és szerkezeti karosszériájára ható szélterhelések miatt. Ezen elemzések kezdetén a nyomásterhelések CFD megoldásokból vagy a szoftverben szereplő úgynevezett Turbulens Boundary Layer modellekből származhatnak.

Ha a megoldandó akusztikai problémák nagyon nagy geometriákkal vagy nagyon magas frekvenciákkal járnak, akkor a FEM és a BEM megoldások megoldása túl drágává válik.

A sugárakusztika az akusztikus válaszok előrejelzésére szolgál nagyon magas frekvenciákig és nagyon nagy geometriákhoz, zárt és határolátlan területeken egyaránt. A FEM vagy a BEM akusztikus megoldásokkal ellentétben a sugárakusztika kihasználja azt a tényt, hogy magas Helmholtz-szám esetén a hangterjedés sugárkövetéssel szimulálható (ez a technika a nagyfrekvenciás elektromágnesesség és világítás szimulálására is alkalmazható). Ezért csak a háló megköveteli, hogy helyesen ábrázolja a termék topológiáját, és nem a tartomány finom diszkretizálását. Ennek eredményeként a megoldást nem határolja felső frekvenciahatárok vagy a modell mérete, és a megoldás nagyságrenddel gyorsabban történik, mint a FEM vagy a BEM megoldások.

Hogyan tudja megmondani, hogy valójában hogyan hangzik a termék, ha megnézi a szimulációból származó diagramokat és grafikonokat? Nem teheted. De a Simcenter lehetőséget ad arra, hogy meghallgassa a terméket, mielőtt elkészítené azt.

Az akusztikai auralizáció egy virtuális akusztikus környezetben merül el, ahol
értékelje tervei akusztikus teljesítményét a szimulációs eredmények meghallgatásával, nem pedig csak a diagramok és görbék megtekintésével. Szimulált vagy külsőleg rögzített források és a FEM, a BEM vagy a sugárakusztikai megoldásokból nyert szimulált átviteli funkciók alapján hallási forgatókönyveket hozhat létre. Az akusztikai auralizációval megjelenítheti a kapott időadatokat, meghallgathatja a forgatókönyvet, és módosíthatja az egyes sávokat a termék hangminőségének javítása érdekében. Ezenkívül kvantitatív módon értékelheti a hangminőséget dedikált hangossági és élességi mutatók alapján.