Акустичне моделювання

Акустичне моделювання вимагає спеціалізованих можливостей, крім стандартних можливостей моделювання кінцевих елементів (FE). Часто потрібно моделювати такі речі, як об'єм повітря та область, де ви хочете виміряти акустичний тиск. Simcenter надає розширені функції, які вам потрібні, такі як обгортання поверхні, опукла сітка, потовщення сітки та можливість створення гібридних (гекса-тетра) сіток, щоб допомогти вам прискорити процеси акустичної сітки більше, ніж традиційні препроцесори. Наявність різних моделей матеріалів як для структури, так і для рідини, а також широке розмаїття структурних та акустичних граничних умов та навантажень дозволяє ефективно налаштувати аналіз.

Метод скінченних елементів (ФЕМ) для аналізу акустики ідеально підходить для моделювання проблем внутрішньої акустики. Окрім того, що ФЕМ є більш ефективним методом з точки зору швидкості розчину, він дозволяє виконувати зв'язані віброакустичні аналізи, які враховують структурні режими та звукоізоляційні матеріали. Акустику ФЕМ можна легко використовувати і для вирішення проблем зовнішньої акустики, наприклад, для аналізу шумового випромінювання для компонентів силових агрегатів, таких як системи повітряної індукції, коробки передач або повністю електричні приводні агрегати.

Метод граничних елементів (BEM), який часто використовується для проблем зовнішньої акустики, ідеально підходить для задач, що стосуються дуже складної геометрії, які можуть бути складними для моделювання для методу ФЕМ. Метод БЕМ допомагає спростити моделювання зовнішньої акустики, оскільки потрібна лише зовнішня поверхнева сітка геометрії. Це спрощує як процес моделювання, так і зменшує ступені свободи в моделі моделювання, що призведе до легшого аналізу.

Аероакустичний шум, викликаний потоком, є значною складовою акустичної сигнатури транспортного засобу або інших продуктів. Прогнозування та розуміння механізмів генерації шуму, локалізація джерел звуку, визначення шляхів передачі та прогнозування акустичної реакції системи є ключем до хорошого акустичного дизайну. За допомогою Simcenter ви можете отримати всебічне розуміння своїх прогнозів шуму, що дозволить вам розробити ефективні проектні контрзаходи. Це гарантує, що ваша продукція підтримує оптимальну якість звуку та конкурентну перевагу на ринку.

Приклади застосування включають: шум від повітропроводів опалення, вентиляції та кондиціонування повітря (HVAC) та системи контролю навколишнього середовища (ECS), поїздів та пантографів, вентиляторів охолодження, гвинтів судна та літаків тощо.

Створюйте аероакустичні джерела, близькі до шумовипромінюючих турбулентних потоків, обчислених на основі рішення CFD, та обчислюйте їх акустичну реакцію у зовнішньому чи внутрішньому середовищі. В аеровіброакустичних застосуваннях турбулентність потоку вводиться, можливо, як аеродинамічний, так і аероакустичний тиск на конструкцію, яка реагує вібрацією. Ці коливання викликають випромінювання акустичних хвиль у навколишнє повітря. Наприклад, ви можете передбачити шум салону всередині автомобілів та літаків через вітрові навантаження, що діють на вікна та конструкційний кузов транспортного засобу. Навантаження під тиском на початку цих аналізів можуть надходити від рішень CFD або з набору так званих моделей турбулентного граничного шару, включених у програмне забезпечення.

Коли проблеми акустики, які потрібно вирішити, включають дуже великі геометрії або дуже високі частоти, то рішення ФЕМ та БЕМ стають занадто дорогими для вирішення.

Ray Acoustics використовується для прогнозування акустичних реакцій до дуже високих частот і для дуже великих геометрій, як у закритих, так і в необмежених областях. На відміну від акустичних розв'язувачів FEM або BEM, променева акустика використовує той факт, що при високих числах Гельмгольца поширення звуку можна моделювати за допомогою трасування променів (методика, яка також використовується для імітації високочастотної електромагнетики та освітлення). Тому для цього потрібна лише сітка, щоб правильно представити топологію продукту, а не тонку дискретизацію домену. Як результат, рішення не обмежене верхньою межею частоти або розміром моделі, і розв'язування здійснюється на порядки швидше порівняно з рішеннями FEM або BEM.

Як ви можете визначити, як насправді звучить ваш продукт, дивлячись на діаграми та графіки з вашого моделювання? Ти не можеш. Але Simcenter дає вам можливість слухати ваш продукт, перш ніж створювати його.

Ауралізація акустики занурює вас у віртуальне акустичне середовище, де ви можете
оцінюйте акустичні характеристики ваших конструкцій, слухаючи результати моделювання, а не лише дивлячись на графіки та криві. Ви можете створювати сценарії прослуховування на основі імітованих або зовнішньо записаних джерел та імітованих функцій передачі, отриманих з рішень ФЕМ, BEM або променевої акустики. За допомогою ауралізації акустики ви можете візуалізувати отримані дані часу, прослухати сценарій та вносити зміни в окремі треки, щоб покращити якість звуку вашого продукту. Ви можете додатково кількісно оцінити якість звуку на основі спеціальних показників гучності та різкості.