Akustická simulácia

Akustické simulácie vyžadujú špecializované schopnosti nad rámec štandardných možností modelovania konečných prvkov (FE). Často musíte modelovať veci, ako je objem vzduchu a oblasť, kde chcete merať akustické tlaky. Simcenter poskytuje pokročilé funkcie, ktoré potrebujete, ako napríklad povrchové obaľovanie, konvexné sieťovanie, zahusťovanie sieťoviny a schopnosť vytvárať hybridné (hexa-tetra) siete, ktoré vám pomôžu urýchliť procesy akustického sieťovania viac ako tradičné preprocesory. Dostupnosť rôznych modelov materiálov pre štruktúru aj tekutinu a široká škála štrukturálnych a akustických hraničných podmienok a zaťažení vám umožní efektívne nastaviť vašu analýzu.

Metóda konečných prvkov (FEM) pre akustickú analýzu je ideálna na simuláciu problémov akustiky interiéru. Okrem toho, že FEM je efektívnejšou metódou z hľadiska rýchlosti riešenia, umožňuje vykonávať vibroakustické analýzy spojených s ohľadom na konštrukčné režimy a zvukovoizolačné materiály. Akustiku FEM je možné ľahko použiť aj na riešenie problémov vonkajšej akustiky, napríklad na analýzu hlukového žiarenia komponentov hnacieho ústrojenstva, ako sú indukčné systémy vzduchu, prevodovky alebo plne elektrické pohonné jednotky.

Metóda hraničných prvkov (BEM), ktorá sa často používa pri problémoch vonkajšej akustiky, je ideálna pre problémy zahŕňajúce veľmi zložitú geometriu, ktoré môžu byť výzvou na modelovanie pre metódu FEM. Metóda BEM pomáha zjednodušiť simuláciu vonkajšej akustiky, pretože je potrebná iba vonkajšia povrchová sieť geometrie. To zjednodušuje proces modelovania a znižuje stupeň slobody v simulačnom modeli, čo povedie k jednoduchšej analýze.

Aeroakustický hluk vyvolaný tokom je významnou súčasťou akustického podpisu vozidla alebo iných výrobkov. Predpovedanie a pochopenie mechanizmov generovania hluku, lokalizácia zdrojov zvuku, identifikácia prenosových dráh a predpovedanie akustickej odozvy systému sú kľúčom k dobrému akustickému dizajnu. Pomocou Simcenter môžete získať komplexné pochopenie vašich predpovedí hluku, čo vám umožní vyvinúť účinné protiopatrenia pre návrh. To zaisťuje, že vaše výrobky udržiavajú optimálnu kvalitu zvuku a konkurenčnú výhodu na trhu.

Príklady použitia zahŕňajú: hluk z vykurovania, vetrania a klimatizácie (HVAC) a potrubí systému riadenia životného prostredia (ECS), vlakové boogiy a zberače, chladiace ventilátory, lodné a lietadlové vrtule a ďalšie.

Vytvárajte aero-akustické zdroje v blízkosti turbulentných tokov emitujúcich hluk vypočítané z riešenia CFD a vypočítajte ich akustickú odozvu vo vonkajšom alebo vnútornom prostredí. V aero-vibroakustických aplikáciách sú prúdové turbulencie zavedené prípadne aerodynamickým aj aero-akustickým tlakom na konštrukciu, ktorá reaguje vibrovaním. Tieto vibrácie spôsobujú, že akustické vlny vyžarujú v okolitom vzduchu. Môžete napríklad predpovedať hluk kabíny vo vnútri automobilov a lietadiel v dôsledku zaťaženia vetrom pôsobiacim na okná a konštrukčnú karosériu vozidla. Tlakové zaťaženie na začiatku týchto analýz môže pochádzať z riešení CFD alebo zo súboru tzv. Turbulentných Boundary Layer modelov, ktoré sú súčasťou softvéru.

Ak akustické problémy, ktoré potrebujete vyriešiť, zahŕňajú veľmi veľké geometrie alebo veľmi vysoké frekvencie, riešenia FEM a BEM sú príliš drahé na riešenie.

Ray Acoustics sa používa na predpovedanie akustických reakcií až do veľmi vysokých frekvencií a pre veľmi veľké geometrie v uzavretých aj neohraničených doménach. Na rozdiel od akustických riešiteľov FEM alebo BEM, akustika lúčov využíva skutočnosť, že pri vysokých Helmholtzových číslach je možné šírenie zvuku simulovať sledovaním lúčov (technika používaná aj na simuláciu vysokofrekvenčnej elektromagnetiky a osvetlenia). Preto vyžaduje iba to, aby sieťovina správne reprezentovala topológiu produktu a nie jemnú diskretizáciu domény. Výsledkom je, že riešenie nie je ohraničené hornou frekvenčnou hranicou alebo veľkosťou modelu a riešenie sa vykonáva rádovo rýchlejšie v porovnaní s riešeniami FEM alebo BEM.

Ako môžete zistiť, ako váš produkt skutočne znie, keď sa pozriete na grafy a grafy z vašej simulácie? Nemôžete. Simcenter vám však dáva možnosť počúvať váš produkt skôr, ako ho vytvoríte.

Auralizácia akustiky vás ponorí do virtuálneho akustického prostredia, kde môžete
vyhodnoťte akustický výkon svojich návrhov počúvaním výsledkov simulácie, a nie iba pozeraním sa na grafy a krivky. Môžete vytvárať scenáre počúvania založené na simulovaných alebo externe zaznamenaných zdrojoch a simulovaných prenosových funkciách získaných buď z riešení FEM, BEM alebo rádiovej akustiky. Pomocou auralizácie akustiky môžete vizualizovať výsledné časové údaje, počúvať scenár a vykonať zmeny jednotlivých skladieb, aby ste zlepšili kvalitu zvuku vášho produktu. Okrem toho môžete kvantitatívne vyhodnotiť kvalitu zvuku na základe špecializovaných metrík hlasitosti a ostrosti.