Акустическое моделирование

Для акустического моделирования требуются специальные возможности, выходящие за рамки стандартных возможностей моделирования методом конечных элементов (FE). Часто необходимо смоделировать такие вещи, как объем воздуха и область, в которой вы хотите измерить акустическое давление. Simcenter предоставляет необходимые расширенные функции, такие как обертывание поверхностей, выпуклая сетка, утолщение сетки и возможность создания гибридных сеток (гексатетра), которые помогают ускорить процессы создания акустических сеток в большей степени, чем традиционные препроцессоры. Наличие различных моделей материалов как для структуры, так и для жидкости, а также широкий спектр структурных и акустических граничных условий и нагрузок позволяют эффективно настроить анализ.

Метод конечных элементов (FEM) для анализа акустики идеально подходит для моделирования проблем внутренней акустики. Помимо того, что FEM является более эффективным методом с точки зрения скорости решения, он позволяет выполнять комбинированный виброакустический анализ с учетом конструктивных режимов и звукоизоляционных материалов. Акустику FEM можно легко использовать и для решения проблем внешней акустики, например, для анализа шумового излучения компонентов силовых агрегатов, таких как системы впрыска воздуха, коробки передач или полностью электрические приводы.

Метод граничных элементов (BEM), часто используемый для решения задач внешней акустики, идеально подходит для задач, связанных с очень сложной геометрией, моделирование которых с помощью метода FEM может оказаться затруднительным. Метод BEM помогает упростить моделирование внешней акустики, поскольку требуется только сетка геометрии внешней поверхности. Это упрощает процесс моделирования и снижает степень свободы в имитационной модели, что упрощает анализ.

Аэроакустический шум, вызванный потоком, является важным компонентом акустической характеристики транспортного средства или других продуктов. Прогнозирование и понимание механизмов генерации шума, локализация источников звука, определение путей передачи и прогнозирование акустического отклика системы являются ключом к хорошему акустическому проектированию. С помощью Simcenter вы можете получить полное представление о прогнозах шума и разработать эффективные проектные меры противодействия. Это гарантирует, что ваши продукты сохраняют оптимальное качество звука и имеют конкурентное преимущество на рынке.

Примеры применения: шум от воздуховодов систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) и систем контроля окружающей среды (ECS), тележек и пантографов, охлаждающих вентиляторов, гребных винтов судов и самолетов и многое другое.

Создавайте аэроакустические источники вблизи шумоизлучающих турбулентных потоков, рассчитанных с помощью решения CFD, и рассчитайте их акустический отклик во внешней или внутренней среде. В аэровиброакустических системах турбулентности потока могут оказывать как аэродинамическое, так и аэроакустическое давление на конструкцию, которая реагирует вибрацией. Эти вибрации вызывают излучение акустических волн в окружающем воздухе. Например, можно прогнозировать шум в салоне автомобилей и самолетов из-за ветровых нагрузок, воздействующих на окна и конструктивный кузов транспортного средства. Нагрузки давления в начале этих анализов могут исходить от решений CFD или набора так называемых моделей турбулентного пограничного слоя, включенных в программное обеспечение.

Когда проблемы акустики, которые вам необходимо решить, связаны с очень большой геометрией или очень высокими частотами, решение решений FEM и BEM становится слишком дорогим.

Ray Acoustics используется для прогнозирования акустических реакций на очень высоких частотах и для очень больших геометрий как в замкнутых, так и в неограниченных областях. В отличие от акустических решателей FEM или BEM, лучевая акустика использует тот факт, что при высоких числах Гельмгольца распространение звука можно смоделировать с помощью трассировки лучей (этот метод также используется для моделирования высокочастотного электромагнитного излучения и освещения). Поэтому требуется только правильное отображение топологии продукта в сетке, а не точная дискретизация домена. В результате решение не ограничено верхним пределом частоты или размером модели, а решение выполняется на порядки быстрее по сравнению с решениями FEM или BEM.

Как определить, как на самом деле выглядит ваш продукт, взглянув на диаграммы и графики из симуляции? Вы не можете. Но Simcenter дает вам возможность прослушать продукт перед его созданием.

Аурализация Acoustics погружает вас в виртуальную акустическую среду, где вы можете
оцените акустические характеристики ваших проектов, прислушиваясь к результатам моделирования, а не просто рассматривая графики и кривые. Можно создавать сценарии прослушивания на основе смоделированных или записанных извне источников и смоделированных передаточных функций, полученных с помощью решений FEM, BEM или лучевой акустики. С помощью акустической аурализации вы можете визуализировать полученные данные о времени, прослушать сценарий и внести изменения в отдельные треки, чтобы улучшить качество звука вашего продукта. Кроме того, можно количественно оценить качество звука на основе специальных показателей громкости и резкости.