Simulação acústica

As simulações acústicas exigem recursos especializados além dos recursos padrão de modelagem de elementos finitos (FE). Freqüentemente, você precisa modelar coisas como o volume de ar e a área em que deseja medir as pressões acústicas. O Simcenter fornece os recursos avançados de que você precisa, como encapsulamento de superfície, malha convexa, espessamento de malha e a capacidade de criar malhas híbridas (hexa-tetra), para ajudá-lo a acelerar os processos de malha acústica mais do que os pré-processadores tradicionais. A disponibilidade de vários modelos de materiais para estrutura e fluido, e a grande variedade de condições de contorno e cargas estruturais e acústicas, permitem que você configure sua análise com eficiência.

O método de elementos finitos (FEM) para análise acústica é ideal para simular problemas de acústica interna. Além de o FEM ser o método mais eficiente em termos de velocidade da solução, ele permite realizar análises vibro-acústicas acopladas que levam em consideração os modos estruturais e os materiais de isolamento acústico. A acústica FEM também pode ser facilmente usada para resolver problemas acústicos externos, como para análise de radiação de ruído para componentes de trem de força, como sistemas de indução de ar, caixas de câmbio ou unidades de acionamento totalmente elétricas.

Frequentemente usado para problemas de acústica externa, o método de elementos de contorno (BEM) é ideal para problemas envolvendo geometrias muito complexas que podem ser difíceis de modelar para o método FEM. O método BEM ajuda a simplificar a simulação acústica externa, pois somente a malha da superfície externa da geometria é necessária. Isso simplifica o processo de modelagem e reduz os graus de liberdade no modelo de simulação, o que resultará em uma análise mais fácil.

O ruído aeroacústico induzido pelo fluxo é um componente significativo da assinatura acústica de um veículo ou de outros produtos. Prever e compreender os mecanismos de geração de ruído, localizar fontes de som, identificar caminhos de transmissão e prever a resposta acústica do sistema são fundamentais para um bom design acústico. Com o Simcenter, você pode obter uma compreensão abrangente de suas previsões de ruído, permitindo que você desenvolva contramedidas de design eficazes. Isso garante que seus produtos mantenham a qualidade de som ideal e uma vantagem competitiva no mercado.

Exemplos de aplicações incluem: ruído de dutos de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) e sistema de controle ambiental (ECS), pantógrafos e vagões de trem, ventiladores de resfriamento, hélices de navios e aeronaves e muito mais.

Crie fontes aeroacústicas próximas a fluxos turbulentos emissores de ruído, conforme calculado a partir de uma solução de CFD, e calcule sua resposta acústica no ambiente externo ou interno. Em aplicações aerovibroacústicas, as turbulências de fluxo são introduzidas, possivelmente, pressão aerodinâmica e aeroacústica em uma estrutura, que responde vibrando. Essas vibrações fazem com que ondas acústicas irradiem no ar circundante. Por exemplo, você pode prever o ruído da cabine dentro de carros e aeronaves devido às cargas de vento que atuam nas janelas e na carroceria estrutural do veículo. As cargas de pressão no início dessas análises podem vir de soluções CFD ou de um conjunto dos chamados modelos de camada limite turbulenta, incluídos no software.

Quando os problemas acústicos que você precisa resolver envolvem geometrias muito grandes ou frequências muito altas, as soluções FEM e BEM se tornam muito caras de resolver.

A acústica de raios é usada para prever respostas acústicas em frequências muito altas e para geometrias muito grandes, em domínios fechados e ilimitados. Ao contrário dos solucionadores acústicos FEM ou BEM, a acústica de raios explora o fato de que, em altos números de Helmholtz, a propagação do som pode ser simulada por traçado de raios (uma técnica também usada para simular eletromagnetismo e iluminação de alta frequência). Portanto, requer apenas que a malha represente corretamente a topologia do produto e não uma discretização precisa do domínio. Como resultado, a solução não é limitada por um limite superior de frequência ou pelo tamanho do modelo e a resolução é feita ordens de magnitude mais rapidamente em comparação com as soluções FEM ou BEM.

Como você pode saber qual é realmente o som do seu produto observando as tabelas e gráficos da sua simulação? Você não pode. Mas o Simcenter permite que você ouça seu produto antes de criá-lo.

A auralização acústica mergulha você em um ambiente acústico virtual onde você pode
avalie o desempenho acústico de seus projetos ouvindo os resultados da simulação em vez de apenas observar gráficos e curvas. Você pode criar cenários de escuta com base em fontes simuladas ou gravadas externamente e em funções de transferência simuladas obtidas de soluções FEM, BEM ou de acústica de raios. Com a auralização acústica, você pode visualizar os dados de tempo resultantes, ouvir o cenário e fazer alterações nas faixas individuais para melhorar a qualidade do som do seu produto. Além disso, você pode avaliar quantitativamente a qualidade do som com base em métricas dedicadas de volume e nitidez.