Symulacja akustyczna

Symulacje akustyczne wymagają specjalistycznych możliwości wykraczających poza standardowe możliwości modelowania elementów skończonych (FE). Często trzeba modelować takie rzeczy, jak objętość powietrza i obszar, w którym chcesz zmierzyć ciśnienie akustyczne. Simcenter zapewnia zaawansowane funkcje, których potrzebujesz, takie jak owijanie powierzchni, wypukłe siatki, zagęszczanie siatki i możliwość tworzenia siatek hybrydowych (heksa-tetra), aby przyspieszyć procesy siatkowania akustycznego bardziej niż tradycyjne preprocesory. Dostępność różnych modeli materiałów zarówno dla konstrukcji, jak i płynów oraz szeroka gama warunków granicznych i obciążeń strukturalnych i akustycznych pozwala na sprawne skonfigurowanie analizy.

Metoda elementów skończonych (FEM) do analizy akustycznej jest idealna do symulacji problemów akustycznych wnętrz. Oprócz tego, że FEM jest bardziej wydajną metodą pod względem szybkości rozwiązania, umożliwia wykonywanie sprzężonych analiz wibroakustycznych, które uwzględniają tryby konstrukcyjne i materiały dźwiękoszczelne. Akustykę FEM można łatwo wykorzystać do rozwiązywania problemów akustycznych zewnętrznych, takich jak analiza promieniowania hałasu komponentów układu napędowego, takich jak układy indukcyjne powietrza, skrzynie biegów lub napędy w pełni elektryczne.

Metoda elementów granicznych (BEM), często stosowana w przypadku zewnętrznych problemów akustycznych, jest idealna dla problemów związanych z bardzo złożoną geometrią, które mogą stanowić wyzwanie do modelowania dla metody FEM. Metoda BEM pomaga uprościć symulację akustyki zewnętrznej, ponieważ potrzebna jest tylko siatka powierzchni zewnętrznej geometrii. Upraszcza to zarówno proces modelowania, jak i zmniejsza stopnie swobody w modelu symulacyjnym, co zaowocuje łatwiejszą analizą.

Hałas aeroakustyczny wywołany przepływem jest istotnym elementem sygnatury akustycznej pojazdu lub innych produktów. Przewidywanie i zrozumienie mechanizmów generowania hałasu, lokalizowanie źródeł dźwięku, identyfikacja ścieżek transmisji i przewidywanie reakcji akustycznej systemu są kluczem do dobrego projektu akustycznego. Dzięki Simcenter możesz uzyskać kompleksowe zrozumienie przewidywań hałasu, umożliwiając opracowanie skutecznych środków zaradczych projektowych. Gwarantuje to, że Twoje produkty utrzymują optymalną jakość dźwięku i przewagę konkurencyjną na rynku.

Przykładowe zastosowania obejmują: hałas z kanałów ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC) oraz systemu kontroli środowiska (ECS), pociągi i pantografy, wentylatory chłodzące, śmigła statków i samolotów i inne.

Twórz źródła aeroakustyczne blisko strumieni turbulentnych emitujących hałas obliczone na podstawie rozwiązania CFD i obliczaj ich reakcję akustyczną w środowisku zewnętrznym lub wewnętrznym. W zastosowaniach aero-wibroakustycznych turbulencje przepływu są wprowadzane prawdopodobnie zarówno pod ciśnieniem aerodynamicznym, jak i aeroakustycznym na konstrukcję, która reaguje wibracjami. Wibracje te powodują promieniowanie fal akustycznych w otaczającym powietrzu. Na przykład można przewidzieć hałas kabiny wewnątrz samochodów i samolotów spowodowany obciążeniem wiatrem działającym na okna pojazdu i nadwozie konstrukcyjne. Obciążenia ciśnieniowe na początku tych analiz mogą pochodzić z rozwiązań CFD lub z zestawu tzw. modeli Turbulent Boundary Layer, zawartych w oprogramowaniu.

Gdy problemy akustyczne, które musisz rozwiązać, dotyczą bardzo dużych geometrii lub bardzo wysokich częstotliwości, rozwiązania FEM i BEM stają się zbyt kosztowne do rozwiązania.

Ray Acoustics służy do przewidywania reakcji akustycznych do bardzo wysokich częstotliwości i dla bardzo dużych geometrii, zarówno w domenach zamkniętych, jak i nieograniczonych. W przeciwieństwie do solwerów akustycznych FEM lub BEM, akustyka promieni wykorzystuje fakt, że przy wysokich liczbach Helmholtza propagację dźwięku można symulować za pomocą śledzenia promieni (technika stosowana również do symulacji elektromagnetyki wysokiej częstotliwości i oświetlenia). Dlatego wymaga jedynie, aby siatka poprawnie reprezentowała topologię produktu, a nie dokładnej dyskrecji domeny. W rezultacie rozwiązanie nie jest ograniczone górną granicą częstotliwości ani wielkością modelu, a rozwiązanie odbywa się o rzędy wielkości szybciej w porównaniu z rozwiązaniami FEM lub BEM.

Jak możesz stwierdzić, jak naprawdę brzmi Twój produkt, patrząc na wykresy i wykresy z symulacji? Nie możesz. Ale Simcenter daje Ci możliwość słuchania swojego produktu przed jego zbudowaniem.

Auralizacja akustyki zanurza Cię w wirtualnym środowisku akustycznym, w którym możesz
oceniaj wydajność akustyczną swoich projektów, słuchając wyników symulacji, a nie tylko patrząc na wykresy i krzywe. Można tworzyć scenariusze słuchania w oparciu o symulowane lub nagrane zewnętrznie źródła oraz symulowane funkcje transferu uzyskane z rozwiązań akustyki FEM, BEM lub ray. Dzięki auralizacji akustyki możesz wizualizować uzyskane dane czasowe, słuchać scenariusza i wprowadzać zmiany w poszczególnych utworach, aby poprawić jakość dźwięku produktu. Możesz dodatkowo ocenić ilościowo jakość dźwięku na podstawie dedykowanych wskaźników głośności i ostrości.