Akustiskā simulācija

Akustiskajām simulācijām ir nepieciešamas specializētas iespējas, kas pārsniedz standarta ierobežoto elementu (FE) modelēšanas iespējas. Bieži vien jums ir jāmodelē tādas lietas kā gaisa tilpums un laukums, kurā vēlaties izmērīt akustisko spiedienu. Simcenter nodrošina nepieciešamās uzlabotas funkcijas, piemēram, virsmas iesaiņošanu, izliektu sietu savienošanu, sietu sabiezēšanu un iespēju izveidot hibrīdu (heksa-tetra) sietu, lai palīdzētu jums paātrināt akustisko tīklu veidošanas procesus vairāk nekā tradicionālie priekšprocesori. Dažādu materiālu modeļu pieejamība gan struktūrai, gan šķidrumam, kā arī plašais strukturālo un akustisko robežu apstākļu un slodžu klāsts ļauj efektīvi iestatīt analīzi.

Ierobežoto elementu metode (FEM) akustikas analīzei ir ideāli piemērota interjera akustikas problēmu simulēšanai. Papildus tam, ka FEM ir efektīvāka metode risinājuma ātruma ziņā, tā ļauj veikt savienoto vibroakustikas analīzi, ņemot vērā konstrukcijas režīmus un skaņas izolācijas materiālus. FEM akustiku var viegli izmantot arī ārējās akustikas problēmu risināšanai, piemēram, trokšņa starojuma analīzei spēka piedziņas komponentiem, piemēram, gaisa indukcijas sistēmām, pārnesumkārbām vai pilnībā elektriskām piedziņas vienībām.

Robeželementu metode (BEM), ko bieži izmanto ārējās akustikas problēmām, ir ideāli piemērota problēmām, kas saistītas ar ļoti sarežģītu ģeometriju, kuras var būt izaicinājums modelēt FEM metodei. BEM metode palīdz vienkāršot ārējās akustikas simulāciju, jo ir nepieciešams tikai ģeometrijas ārējās virsmas siets. Tas vienkāršo gan modelēšanas procesu, gan samazina simulācijas modeļa brīvības pakāpes, kā rezultātā tiks vieglāka analīze.

Plūsmas izraisīts aeroakustiskais troksnis ir būtiska transportlīdzekļa vai citu produktu akustiskā paraksta sastāvdaļa. Trokšņa ģenerēšanas mehānismu prognozēšana un izpratne, skaņas avotu lokalizācija, pārraides ceļu identificēšana un sistēmas akustiskās reakcijas prognozēšana ir laba akustiskā dizaina atslēga. Izmantojot Simcenter, jūs varat iegūt visaptverošu izpratni par savām trokšņu prognozēm, ļaujot jums izstrādāt efektīvus dizaina pretpasākumus. Tas nodrošina, ka jūsu produkti saglabā optimālu skaņas kvalitāti un konkurences priekšrocības tirgū.

Pielietojumu piemēri ir: apkures, ventilācijas un gaisa kondicionēšanas (HVAC) un vides kontroles sistēmas (ECS) kanālu radītais troksnis, vilcienu bumbas un pantogrāfi, dzesēšanas ventilatori, kuģu un lidmašīnu dzenskrūves un citi.

Izveidojiet aero-akustiskos avotus tuvu troksni izstarojošām turbulentām plūsmām, kas aprēķināti no CFD risinājuma, un aprēķiniet to akustisko reakciju ārējā vai iekšējā vidē. Aero-vibroakustiskajos lietojumos plūsmas turbulences tiek ieviestas, iespējams, gan aerodinamiskais, gan aeroakustiskais spiediens uz konstrukciju, kas reaģē vibrējot. Šīs vibrācijas izraisa akustisko viļņu izstarošanu apkārtējā gaisā. Piemēram, jūs varat paredzēt salona troksni automašīnās un lidmašīnās vēja slodzes dēļ, kas iedarbojas uz transportlīdzekļa logiem un konstrukcijas virsbūvi. Spiediena slodzes šo analīžu sākumā var rasties no CFD risinājumiem vai no tā saucamo Turbulent Boundary Layer modeļu kopuma, kas iekļauts programmatūrā.

Ja akustikas problēmas, kas jums jāatrisina, ir saistītas ar ļoti lielām ģeometrijām vai ļoti augstām frekvencēm, tad FEM un BEM risinājumi kļūst pārāk dārgi, lai tos atrisinātu.

Staru akustika tiek izmantota, lai prognozētu akustiskās reakcijas līdz ļoti augstām frekvencēm un ļoti lielām ģeometrijām gan slēgtās, gan neierobežotās jomās. Atšķirībā no FEM vai BEM akustiskajiem risinātājiem staru akustika izmanto faktu, ka pie liela Helmholca skaita skaņas izplatīšanos var simulēt ar staru izsekošanu (paņēmiens, ko izmanto arī augstfrekvences elektromagnētikas un apgaismojuma simulēšanai). Tāpēc tas prasa tikai to, lai siets pareizi attēlotu produkta topoloģiju, nevis smalku domēna diskretizāciju. Rezultātā risinājumu neierobežo augšējā frekvences robeža vai modeļa lielums, un risināšana tiek veikta ātrāk, salīdzinot ar FEM vai BEM risinājumiem.

Kā jūs varat pateikt, kā patiesībā izklausās jūsu produkts, aplūkojot diagrammas un grafikus no jūsu simulācijas? Jūs nevarat. Bet Simcenter dod jums iespēju klausīties savu produktu pirms tā veidošanas.

Akustikas auralizācija iegremdē jūs virtuālā akustiskā vidē, kur varat
novērtējiet savu dizainu akustisko veiktspēju, klausoties simulācijas rezultātus, nevis aplūkojot tikai diagrammas un līknes. Jūs varat izveidot klausīšanās scenārijus, pamatojoties uz simulētiem vai ārēji ierakstītiem avotiem un simulētām pārsūtīšanas funkcijām, kas iegūtas no FEM, BEM vai staru akustikas risinājumiem. Izmantojot akustikas auralizāciju, jūs varat vizualizēt iegūtos laika datus, klausīties scenāriju un veikt izmaiņas atsevišķos ierakstos, lai uzlabotu sava produkta skaņas kvalitāti. Jūs varat papildus kvantitatīvi novērtēt skaņas kvalitāti, pamatojoties uz īpašu skaļuma un asuma metriku.