Simulação acústica

As simulações acústicas exigem capacidades especializadas para além das capacidades padrão de modelagem de elementos finitos (FE). Muitas vezes precisa de modelar coisas como o volume de ar e a área onde quer medir as pressões acústicas. O Simcenter fornece as funcionalidades avançadas de que precisa, tais como embalagem de superfície, malha convexa, espessamento de malha e a capacidade de criar malhas híbridas (hexa-tetra), para o ajudar a acelerar os processos de engrenagem 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 estrutural e acústico e cargas, permite-lhe configurar eficientemente a sua análise.

O método dos elementos finitos (FEM) para análise acústica é ideal para simular problemas de acústica interior. Além de o FEM ser o método mais eficiente em termos de velocidade de solução, 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 utilizada para resolver problemas de acústica exterior, como para análise de radiação sonora para componentes do grupo propulsor, como sistemas de indução de ar, caixas de velocidades ou unidades de acionamento totalmente elétricas.

Frequentemente utilizado para problemas de acústica exterior, o método dos elementos de fronteira (BEM) é ideal para problemas que envolvem geometria muito complexa que podem ser um desafio de modelar para o método FEM. O método BEM ajuda a simplificar a simulação acústica exterior uma vez que apenas a malha da superfície exterior da geometria é necessária. Isto simplifica tanto o processo de modelagem como reduz os graus de liberdade no modelo de simulação, o que resultará numa análise mais fácil.

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

Exemplos de aplicações incluem: ruído de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) e condutas do sistema de controlo ambiental (ECS), carrinhas de comboio e pantógrafos, ventiladores de refrigeração, hélices para navios e aviões e muito mais.

Crie fontes aero-acústicas próximas de fluxos turbulentos emissores de ruído calculados a partir de uma solução CFD e calcule a sua resposta acústica no ambiente exterior ou interior. Em aplicações aero-vibro-acústicas, as turbulências de fluxo são introduzidas possivelmente tanto a pressão aerodinâmica como a aeroacústica numa estrutura, que responde por vibração. Estas vibrações fazem com que as ondas acústicas irradiem no ar circundante. Por exemplo, pode prever o ruído da cabine dentro de carros e aeronaves devido a cargas de vento que atuam nas janelas do veículo e na carroceria estrutural. As cargas de pressão no início destas análises podem vir de soluções CFD ou de um conjunto dos chamados modelos Turbulent Boundary Layer, incluídos no software.

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

A Ray Acoustics é utilizada para prever respostas acústicas até frequências muito altas e para geometrias muito grandes, tanto em domínios fechados como não limitados. Ao contrário dos solucionadores acústicos FEM ou BEM, a ray acoustics explora o facto de que, em números elevados de Helmholtz, a propagação do som pode ser simulada por traçado de raios (uma técnica também usada para simular eletromagnetismo de alta frequência e iluminação). Portanto, requer apenas a malha para representar corretamente a topologia do produto e não uma discretização fina do domínio. Como resultado, a solução não é limitada por um limite de frequência superior ou pelo tamanho do modelo e a resolução é feita ordens de magnitude mais rápido em comparação com as soluções FEM ou BEM.

Como pode saber como é realmente o seu produto olhando para tabelas e gráficos da sua simulação? Não pode. Mas o Simcenter dá-lhe a capacidade de ouvir o seu produto antes de o construir.

A auralização acústica mergulha-lhe num ambiente acústico virtual onde pode
avaliar o desempenho acústico dos seus projetos ouvindo os resultados da simulação em vez de apenas olhar para gráficos e curvas. Pode criar cenários de escuta com base em fontes simuladas ou gravadas externamente e funções de transferência simuladas obtidas a partir de soluções de acústica FEM, BEM ou ray. Com a auralização acústica, 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, pode avaliar quantitativamente a qualidade do som com base em métricas dedicadas de volume e nitidez.