Akoestische simulatie

Akoestische simulaties vereisen gespecialiseerde mogelijkheden die verder gaan dan de standaard modelleermogelijkheden voor eindige elementen (FE). Vaak moet u bijvoorbeeld het luchtvolume modelleren en het gebied waar u de akoestische druk wilt meten. Simcenter biedt de geavanceerde functies die u nodig hebt, zoals oppervlakteomhulling, convexe meshing, gaasverdikking en de mogelijkheid om hybride mazen (hexa-tetra) te maken, om u te helpen akoestische meshing-processen sneller te versnellen dan traditionele preprocessors. De beschikbaarheid van verschillende materiaalmodellen voor zowel structuur als vloeistof, en de grote verscheidenheid aan structurele en akoestische randvoorwaarden en belastingen, stellen u in staat uw analyses efficiënt in te stellen.

De eindige elementenmethode (FEM) voor akoestische analyse is ideaal voor het simuleren van problemen met de binnenakoestiek. FEM is niet alleen de efficiëntere methode wat betreft oplossingssnelheid, maar kunt u ook gekoppelde vibro-akoestische analyses uitvoeren waarbij rekening wordt gehouden met structurele modi en geluidsisolatiematerialen. FEM-akoestiek kan ook gemakkelijk worden gebruikt om problemen met de buitenakoestiek op te lossen, zoals voor de analyse van geluidsstraling voor onderdelen van de aandrijflijn, zoals luchtinductiesystemen, versnellingsbakken of volledig elektrische aandrijfeenheden.

De grenselementenmethode (BEM) wordt vaak gebruikt voor problemen met de externe akoestiek en is ideaal voor problemen waarbij sprake is van een zeer complexe geometrie die moeilijk te modelleren zijn voor de FEM-methode. De BEM-methode helpt de simulatie van de buitenakoestiek te vereenvoudigen, aangezien alleen het gaas van de geometrie aan de buitenkant nodig is. Dit vereenvoudigt zowel het modelleringsproces als vermindert de vrijheidsgraden in het simulatiemodel, wat zal resulteren in eenvoudigere analyses.

Aëroakoestisch geluid dat wordt veroorzaakt door de stroming is een belangrijk onderdeel van de akoestische signatuur van een voertuig of andere producten. Het voorspellen en begrijpen van mechanismen voor het genereren van geluid, het lokaliseren van geluidsbronnen, het identificeren van transmissiepaden en het voorspellen van de akoestische respons van het systeem zijn essentieel voor een goed akoestisch ontwerp. Met Simcenter krijgt u een uitgebreid inzicht in uw geluidsvoorspellingen, zodat u effectieve tegenmaatregelen voor het ontwerp kunt ontwikkelen. Dit zorgt ervoor dat uw producten een optimale geluidskwaliteit behouden en een concurrentievoordeel op de markt behouden.

Voorbeelden van toepassingen zijn: geluid van verwarming, ventilatie- en airconditioningkanalen (HVAC) en milieubeheersystemen (ECS), treinboogies en stroomafnemers, koelventilatoren, propellers voor schepen en vliegtuigen en meer.

Creëer aero-akoestische bronnen die dicht bij geluidsemitterende turbulente stromen liggen, zoals berekend op basis van een CFD-oplossing, en bereken hun akoestische respons in de buiten- of binnenomgeving. In aero-vibro-akoestische toepassingen worden de stromingsturbulenties mogelijk zowel aërodynamische als aero-akoestische druk uitgeoefend op een structuur, die reageert door te trillen. Deze trillingen zorgen ervoor dat akoestische golven in de omringende lucht uitstralen. U kunt bijvoorbeeld het geluid van de cabine in auto's en vliegtuigen voorspellen als gevolg van windbelasting die inwerkt op de ruiten en de carrosserie van het voertuig. De drukbelastingen aan het begin van deze analyses kunnen afkomstig zijn van CFD-oplossingen of van een reeks zogenaamde Turbulent Boundary Layer-modellen, die in de software zijn opgenomen.

Als de akoestische problemen die u moet oplossen betrekking hebben op zeer grote geometrieën of zeer hoge frequenties, dan worden FEM- en BEM-oplossingen te duur om op te lossen.

Ray Acoustics wordt gebruikt om akoestische reacties te voorspellen tot zeer hoge frequenties en voor zeer grote geometrieën, zowel in gesloten als onbegrensde domeinen. In tegenstelling tot akoestische oplossingen van FEM of BEM maakt straalakoestiek gebruik van het feit dat bij hoge Helmholtz-aantallen de voortplanting van geluid kan worden gesimuleerd door middel van ray tracing (een techniek die ook wordt gebruikt om hoogfrequente elektromagnetisme en verlichting te simuleren). Daarom is de mesh alleen nodig om de topologie van het product correct weer te geven en niet om het domein nauwkeurig te discretiseren. Als gevolg hiervan wordt de oplossing niet beperkt door een bovengrens voor de frequentie of de grootte van het model en wordt de oplossing ordes van grootte sneller uitgevoerd in vergelijking met FEM- of BEM-oplossingen.

Hoe kunt u zien hoe uw product echt klinkt aan de hand van de diagrammen en grafieken uit uw simulatie? Dat kunt u niet. Maar Simcenter biedt u de mogelijkheid om naar uw product te luisteren voordat u het gaat bouwen.

Akoestische auralisatie dompelt u onder in een virtuele akoestische omgeving waar u
evalueer de akoestische prestaties van uw ontwerpen door te luisteren naar simulatieresultaten in plaats van alleen naar plots en curven te kijken. U kunt luisterscenario's creëren op basis van gesimuleerde of extern opgenomen bronnen en gesimuleerde overdrachtsfuncties die zijn verkregen met oplossingen voor FEM-, BEM- of ray-akoestiek. Met akoestische auralisatie kunt u de resulterende tijdgegevens visualiseren, naar het scenario luisteren en wijzigingen aanbrengen in de afzonderlijke nummers om de geluidskwaliteit van uw product te verbeteren. Bovendien kunt u de geluidskwaliteit kwantitatief evalueren op basis van specifieke metingen voor luidheid en scherpte.