Akustisk simulering

Akustiska simuleringar kräver specialiserade funktioner utöver standardmodelleringsfunktioner för ändliga element (FE). Ofta behöver du modellera saker som luftvolymen och området där du vill mäta akustiska tryck. Simcenter tillhandahåller de avancerade funktioner du behöver, som ytlindning, konvex nätning, nätförtjockning och möjligheten att skapa hybridnät (hexa-tetra), för att hjälpa dig att påskynda akustiska nätprocesser mer än traditionella förprocessorer. Tillgängligheten av olika materialmodeller för både struktur och vätska, och det stora utbudet av strukturella och akustiska gränsförhållanden och belastningar gör att du kan ställa in din analys effektivt.

Finita elementmetoden (FEM) för akustikanalys är idealisk för simulering av inre akustiska problem. Förutom att FEM är den effektivare metoden när det gäller lösningshastighet, låter den dig utföra kopplade vibroakustiska analyser som tar hänsyn till strukturella lägen och ljudisoleringsmaterial. FEM-akustik kan också enkelt användas för att lösa externa akustiska problem, till exempel för bullerstrålningsanalys för drivlinekomponenter som luftinduktionssystem, växellådor eller helelektriska drivenheter.

Gränselementmetoden (BEM) används ofta för yttre akustikproblem och är idealisk för problem med mycket komplex geometri som kan vara en utmaning att modellera för FEM-metoden. BEM-metoden hjälper till att förenkla simuleringen av yttre akustik eftersom endast geometriens yttre ytnät behövs. Detta förenklar både modelleringsprocessen och minskar frihetsgraderna i simuleringsmodellen vilket resulterar i enklare analys.

Flödesinducerat aeroakustiskt brus är en viktig komponent i den akustiska signaturen hos ett fordon eller andra produkter. Att förutsäga och förstå bullergenereringsmekanismer, lokalisera ljudkällor, identifiera överföringsvägar och förutsäga systemets akustiska respons är nyckeln till god akustisk design. Med Simcenter kan du få en omfattande förståelse för dina bullerprognoser, så att du kan utveckla effektiva designmotåtgärder. Detta säkerställer att dina produkter bibehåller optimal ljudkvalitet och en konkurrensfördel på marknaden.

Exempel på tillämpningar är: buller från värme-, ventilations- och luftkonditioneringskanaler (HVAC) och miljökontrollsystem (ECS), tågbågar och strömavtagare, kylfläktar, fartygs- och flygplanspropellrar med mera.

Skapa aero-akustiska källor nära bulleravgivande turbulenta flöden beräknade från en CFD-lösning och beräkna deras akustiska respons i yttre eller inre miljö. I aero-vibroakustiska tillämpningar införs flödesturbulenserna möjligen både aerodynamiskt och aero-akustiskt tryck på en struktur, som svarar genom att vibrera. Dessa vibrationer gör att akustiska vågor strålar ut i den omgivande luften. Du kan till exempel förutsäga kabinbuller i bilar och flygplan på grund av vindbelastningar som verkar på fordonets fönster och kaross. Tryckbelastningarna i början av dessa analyser kan komma från CFD-lösningar eller från en uppsättning så kallade Turbulent Boundary Layer-modeller som ingår i programvaran.

När de akustiska problem du behöver lösa involverar mycket stora geometrier eller mycket höga frekvenser blir FEM- och BEM-lösningar för dyra att lösa.

Ray Acoustics används för att förutsäga akustiska svar upp till mycket höga frekvenser och för mycket stora geometrier, i både slutna och obegränsade domäner. Till skillnad från FEM- eller BEM-akustiska lösare utnyttjar strålakustik det faktum att vid höga Helmholtz-tal kan ljudutbredning simuleras med strålspårning (en teknik som också används för att simulera högfrekvent elektromagnetik och belysning). Därför kräver det bara att nätet korrekt representerar produktens topologi och inte en fin diskretisering av domänen. Som ett resultat begränsas lösningen inte av en övre frekvensgräns eller modellstorleken och lösningen görs storleksordningar snabbare jämfört med FEM- eller BEM-lösningar.

Hur kan du se hur din produkt verkligen låter genom att titta på diagram och grafer från din simulering? Du kan inte. Men Simcenter ger dig möjligheten att lyssna på din produkt innan du bygger den.

Akustisk auralisering fördjupar dig i en virtuell akustisk miljö där du kan
utvärdera den akustiska prestandan hos dina mönster genom att lyssna på simuleringsresultat snarare än att bara titta på diagram och kurvor. Du kan skapa lyssningsscenarier baserade på simulerade eller externt inspelade källor och simulerade överföringsfunktioner erhållna från antingen FEM-, BEM- eller strålakustiklösningar. Med akustisk auralisering kan du visualisera de resulterande tidsdata, lyssna på scenariot och göra ändringar i de enskilda spåren för att förbättra ljudkvaliteten på din produkt. Du kan dessutom kvantitativt utvärdera ljudkvaliteten baserat på dedikerade mätvärden för ljudstyrka och skärpa.