Akustična simulacija

Akustične simulacije zahtevajo specializirane zmogljivosti, ki presegajo standardne zmogljivosti modeliranja končnih elementov (FE). Pogosto morate modelirati stvari, kot so prostornina zraka in območje, kjer želite izmeriti zvočne tlake. Simcenter ponuja napredne funkcije, ki jih potrebujete, kot so površinsko ovijanje, konveksno mrežo, odebelitev mrežice in možnost ustvarjanja hibridnih (heksa-tetra) mrež, ki vam pomagajo pospešiti postopke zvočnega mrežja bolj kot tradicionalni predprocesorji. Razpoložljivost različnih materialnih modelov za strukturo in tekočino ter široka paleta strukturnih in zvočnih mejnih pogojev in obremenitev vam omogoča učinkovito nastavitev analize.

Metoda končnih elementov (FEM) za akustično analizo je idealna za simulacijo problemov notranje akustike. Poleg tega, da je FEM učinkovitejša metoda glede hitrosti rešitve, vam omogoča izvajanje spojenih vibroakustičnih analiz, ki upoštevajo strukturne načine in zvočno izolacijske materiale. Akustiko FEM je mogoče enostavno uporabiti tudi za reševanje težav z zunanjo akustiko, na primer za analizo sevanja hrupa za komponente pogonskega sklopa, kot so zračni indukcijski sistemi, menjalniki ali polno električne pogonske enote.

Metoda mejnih elementov (BEM), ki se pogosto uporablja za probleme zunanje akustike, je idealna za probleme, ki vključujejo zelo zapleteno geometrijo, ki so lahko izziv za modeliranje metode FEM. Metoda BEM pomaga poenostaviti simulacijo zunanje akustike, saj je potrebna le zunanja površinska mreža geometrije. To poenostavlja postopek modeliranja in zmanjša stopnje svobode v simulacijskem modelu, kar bo povzročilo lažjo analizo.

Aeroakustični hrup, ki ga povzroča pretok, je pomemben sestavni del zvočnega podpisa vozila ali drugih izdelkov. Napovedovanje in razumevanje mehanizmov ustvarjanja hrupa, lokalizacija zvočnih virov, prepoznavanje prenosnih poti in napovedovanje zvočnega odziva sistema so ključni za dobro zvočno zasnovo. S Simcenter lahko pridobite celovito razumevanje svojih napovedi hrupa, kar vam omogoča razvoj učinkovitih protiukrepov oblikovanja. To zagotavlja, da vaši izdelki ohranjajo optimalno kakovost zvoka in konkurenčno prednost na trgu.

Primeri uporabe vključujejo: hrup iz kanalov ogrevanja, prezračevanja in klimatizacije (HVAC) ter sistema za nadzor okolja (ECS), vlakovne plošče in odjemniki odjemnikov, hladilne ventilatorje, propelerje ladij in letal in drugo.

Ustvarite zrakoakustične vire blizu turbulentnih tokov, ki oddajajo hrup, izračunane iz rešitve CFD, in izračunajte njihov zvočni odziv v zunanjem ali notranjem okolju. V aero-vibro-akustičnih aplikacijah se turbulence pretoka uvedejo po možnosti tako aerodinamični kot zračno-akustični tlak na konstrukcijo, ki se odziva z vibracijo. Te vibracije povzročajo, da zvočni valovi sevajo v okoliškem zraku. Na primer, lahko napovedujete hrup v kabini znotraj avtomobilov in letal zaradi obremenitev vetra, ki delujejo na okna in konstrukcijsko karoserijo vozila. Tlačne obremenitve na začetku teh analiz lahko izvirajo iz rešitev CFD ali iz niza tako imenovanih modelov turbulentnih mejnih slojev, vključenih v programsko opremo.

Kadar akustični problemi, ki jih morate rešiti, vključujejo zelo velike geometrije ali zelo visoke frekvence, potem rešitve FEM in BEM postanejo predrage za reševanje.

Ray Acoustics se uporablja za napovedovanje zvočnih odzivov do zelo visokih frekvenc in za zelo velike geometrije, tako v zaprtih kot neomejenih področjih. Za razliko od akustičnih reševalcev FEM ali BEM akustika žarkov izkorišča dejstvo, da je pri visokih Helmholtzovih številkah mogoče širjenje zvoka simulirati s sledenjem žarkov (tehnika, ki se uporablja tudi za simulacijo visokofrekvenčne elektromagnetike in osvetlitve). Zato zahteva le, da mreža pravilno predstavlja topologijo izdelka in ne fine diskretizacije domene. Posledično rešitev ni omejena z zgornjo mejo frekvence ali velikostjo modela in reševanje poteka hitreje v primerjavi z rešitvami FEM ali BEM.

Kako lahko ugotovite, kako v resnici zveni vaš izdelek, če pogledate grafikone in grafe iz vaše simulacije? Ne moreš. Toda Simcenter vam omogoča, da poslušate svoj izdelek, preden ga izdelate.

Auralizacija akustike vas potopi v virtualno akustično okolje, kjer lahko
ocenite zvočno zmogljivost svojih modelov s poslušanjem rezultatov simulacije in ne samo gledanjem ploskev in krivulj. Ustvarite lahko scenarije poslušanja, ki temeljijo na simuliranih ali zunaj posnetih virih in simuliranih funkcijah prenosa, pridobljenih iz rešitev FEM, BEM ali zvočne akustike. Z auralizacijo akustike lahko vizualizirate nastale časovne podatke, poslušate scenarij in spremenite posamezne skladbe, da izboljšate kakovost zvoka vašega izdelka. Kakovost zvoka lahko dodatno kvantitativno ocenite na podlagi namenskih meritev glasnosti in ostrine.