Simulazione acustica

Le simulazioni acustiche richiedono capacità specializzate oltre alle capacità di modellazione standard agli elementi finiti (FE). Spesso deve modellare elementi come il volume d'aria e l'area in cui desidera misurare le pressioni acustiche. Simcenter offre le funzionalità avanzate di cui ha bisogno, come il rivestimento delle superfici, la mesh convessa, l'ispessimento delle maglie e la capacità di creare mesh ibride (hexa-tetra), per aiutarla ad accelerare i processi di meshing acustico più dei preprocessori tradizionali. La disponibilità di vari modelli di materiali sia per la struttura che per il fluido e l'ampia varietà di condizioni al contorno e carichi strutturali e acustici Le consentono di impostare in modo efficiente la sua analisi.

Il metodo degli elementi finiti (FEM) per l'analisi acustica è ideale per simulare problemi di acustica interna. Oltre al fatto che il FEM è il metodo più efficiente in termini di velocità della soluzione, consente di eseguire analisi vibro-acustiche accoppiate che tengono conto delle modalità strutturali e dei materiali fonoassorbenti. L'acustica FEM può essere facilmente utilizzata anche per risolvere problemi di acustica esterna, ad esempio per l'analisi delle radiazioni sonore per i componenti del gruppo propulsore come i sistemi di induzione dell'aria, i cambi o le unità di trasmissione completamente elettriche.

Spesso utilizzato per problemi di acustica esterna, il metodo degli elementi limite (BEM) è ideale per problemi che coinvolgono geometrie molto complesse che possono essere una sfida da modellare per il metodo FEM. Il metodo BEM aiuta a semplificare la simulazione dell'acustica esterna poiché è necessaria solo la mesh della superficie esterna della geometria. Ciò semplifica il processo di modellazione e riduce i gradi di libertà nel modello di simulazione, il che si tradurrà in un'analisi più semplice.

Il rumore aeroacustico indotto dal flusso è una componente significativa della firma acustica di un veicolo o di altri prodotti. Prevedere e comprendere i meccanismi di generazione del rumore, localizzare le sorgenti sonore, identificare i percorsi di trasmissione e prevedere la risposta acustica del sistema sono fondamentali per una buona progettazione acustica. Con Simcenter, può acquisire una comprensione completa delle sue previsioni sul rumore, consentendole di sviluppare contromisure progettuali efficaci. Ciò garantisce che i suoi prodotti mantengano una qualità del suono ottimale e un vantaggio competitivo sul mercato.

Esempi di applicazioni includono: rumore proveniente dai condotti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) e del sistema di controllo ambientale (ECS), carrozze e pantografi dei treni, ventole di raffreddamento, eliche per navi e aerei e altro ancora.

Crea sorgenti aeroacustiche vicine ai flussi turbolenti che emettono rumore calcolati da una soluzione CFD e calcola la loro risposta acustica nell'ambiente esterno o interno. Nelle applicazioni aero-vibro-acustiche, le turbolenze di flusso vengono introdotte possibilmente sia sotto pressione aerodinamica che aeroacustica su una struttura, che risponde vibrando. Queste vibrazioni fanno sì che le onde acustiche si irradiino nell'aria circostante. Ad esempio, può prevedere il rumore in cabina all'interno di auto e aeromobili dovuto ai carichi del vento che agiscono sui finestrini e sulla carrozzeria strutturale del veicolo. I carichi di pressione all'inizio di queste analisi possono provenire da soluzioni CFD o da una serie di cosiddetti modelli Turbulent Boundary Layer, inclusi nel software.

Quando i problemi acustici che deve risolvere riguardano geometrie molto grandi o frequenze molto alte, allora le soluzioni FEM e BEM diventano troppo costose da risolvere.

Ray Acoustics viene utilizzato per prevedere le risposte acustiche fino a frequenze molto alte e per geometrie molto grandi, sia in domini chiusi che illimitati. A differenza dei solutori acustici FEM o BEM, l'acustica a raggi sfrutta il fatto che ad alti numeri di Helmholtz, la propagazione del suono può essere simulata mediante ray tracing (una tecnica utilizzata anche per simulare l'elettromagnetismo e l'illuminazione ad alta frequenza). Pertanto richiede solo che la mesh rappresenti correttamente la topologia del prodotto e non una discretizzazione fine del dominio. Di conseguenza, la soluzione non è limitata da un limite di frequenza superiore o dalla dimensione del modello e la risoluzione viene eseguita ordini di grandezza più velocemente rispetto alle soluzioni FEM o BEM.

Come può capire com'è realmente il suo prodotto guardando le tabelle e i grafici della sua simulazione? Lei non può. Ma Simcenter Le dà la possibilità di ascoltare il suo prodotto prima di costruirlo.

L'auralizzazione acustica La immerge in un ambiente acustico virtuale dove può
valuta le prestazioni acustiche dei suoi progetti ascoltando i risultati della simulazione anziché limitarsi a guardare grafici e curve. Può creare scenari di ascolto basati su sorgenti simulate o registrate esternamente e funzioni di trasferimento simulate ottenute da soluzioni FEM, BEM o di acustica a raggi. Con l'auralizzazione acustica, può visualizzare i dati temporali risultanti, ascoltare lo scenario e apportare modifiche alle singole tracce per migliorare la qualità del suono del suo prodotto. Può inoltre valutare quantitativamente la qualità del suono in base a metriche dedicate di volume e nitidezza.