Mô phỏng âm thanh

Mô phỏng âm thanh đòi hỏi các khả năng chuyên biệt ngoài khả năng mô hình hóa phần tử hữu hạn tiêu chuẩn (FE). Thường thì bạn cần mô hình hóa những thứ như thể tích không khí và khu vực mà bạn muốn đo áp suất âm thanh. Simcenter cung cấp các tính năng nâng cao mà bạn cần, chẳng hạn như bao bọc bề mặt, lưới lồi, làm dày lưới và khả năng tạo lưới lai (hexa-tetra), để giúp bạn đẩy nhanh quá trình tạo lưới âm thanh hơn các bộ tiền xử lý truyền thống. Sự sẵn có của các mô hình vật liệu khác nhau cho cả cấu trúc và chất lỏng, và sự đa dạng của các điều kiện và tải ranh giới cấu trúc và âm thanh, cho phép bạn thiết lập phân tích của mình một cách hiệu quả.

Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để phân tích âm học là lý tưởng để mô phỏng các vấn đề âm học bên trong. Ngoài việc FEM là phương pháp hiệu quả hơn về tốc độ giải pháp, nó cho phép bạn thực hiện các phân tích âm thanh rung kết hợp có tính đến các chế độ cấu trúc và vật liệu cách âm. Âm học FEM cũng có thể dễ dàng được sử dụng để giải quyết các vấn đề âm học bên ngoài, chẳng hạn như phân tích bức xạ tiếng ồn cho các thành phần truyền động như hệ thống cảm ứng không khí, hộp số hoặc bộ truyền động điện hoàn toàn.

Thường được sử dụng cho các vấn đề âm học bên ngoài, phương pháp phần tử ranh giới (BEM) là lý tưởng cho các vấn đề liên quan đến hình học rất phức tạp có thể là một thách thức để lập mô hình cho phương pháp FEM. Phương pháp BEM giúp đơn giản hóa mô phỏng âm học bên ngoài vì chỉ cần lưới bề mặt bên ngoài của hình học. Điều này đơn giản hóa cả quá trình mô hình hóa và giảm mức độ tự do trong mô hình mô phỏng sẽ dẫn đến việc phân tích dễ dàng hơn.

Tiếng ồn không khí do dòng chảy gây ra là một thành phần quan trọng của dấu hiệu âm thanh của phương tiện hoặc các sản phẩm khác. Dự đoán và hiểu cơ chế tạo tiếng ồn, bản địa hóa các nguồn âm thanh, xác định đường dẫn truyền và dự đoán phản ứng âm thanh của hệ thống là chìa khóa để thiết kế âm thanh tốt. Với Simcenter, bạn có thể hiểu toàn diện về dự đoán tiếng ồn của mình, cho phép bạn phát triển các biện pháp đối phó thiết kế hiệu quả. Điều này đảm bảo rằng các sản phẩm của bạn duy trì chất lượng âm thanh tối ưu và lợi thế cạnh tranh trên thị trường.

Các ứng dụng ví dụ bao gồm: tiếng ồn từ hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) và ống dẫn hệ thống kiểm soát môi trường (ECS), bốt xe lửa và pantograf, quạt làm mát, cánh quạt tàu và máy bay và hơn thế nữa.

Tạo các nguồn âm thanh không khí gần với các dòng nhiễu động phát ra tiếng ồn như được tính toán từ giải pháp CFD và tính toán phản ứng âm thanh của chúng trong môi trường bên ngoài hoặc bên trong. Trong các ứng dụng âm thanh không khí, các nhiễu loạn dòng chảy được đưa vào có thể cả áp suất khí động học và không âm trên một cấu trúc, phản ứng bằng cách rung. Những rung động này làm cho sóng âm phát ra trong không khí xung quanh. Ví dụ: bạn có thể dự đoán tiếng ồn cabin bên trong ô tô và máy bay do tải trọng gió tác động lên cửa sổ và thân cấu trúc của xe. Tải áp suất khi bắt đầu các phân tích này có thể đến từ các giải pháp CFD hoặc từ một tập hợp được gọi là mô hình Lớp ranh giới hỗn loạn, có trong phần mềm.

Khi các vấn đề về âm học bạn cần giải quyết liên quan đến hình học rất lớn hoặc tần số rất cao, thì các giải pháp FEM và BEM trở nên quá tốn kém để giải quyết.

Ray Acoustics được sử dụng để dự đoán phản ứng âm thanh lên đến tần số rất cao và cho các hình học rất lớn, trong cả miền khép kín và không giới hạn. Không giống như các bộ giải âm thanh FEM hoặc BEM, âm học tia khai thác thực tế là ở số Helmholtz cao, sự truyền âm thanh có thể được mô phỏng bằng cách dò tia (một kỹ thuật cũng được sử dụng để mô phỏng điện từ và ánh sáng tần số cao). Do đó, nó chỉ yêu cầu lưới thể hiện chính xác cấu trúc liên kết của sản phẩm chứ không phải là sự phân biệt tốt của miền. Do đó, giải pháp không bị giới hạn bởi giới hạn tần số trên hoặc kích thước mô hình và việc giải được thực hiện nhanh hơn so với các giải pháp FEM hoặc BEM.

Làm thế nào bạn có thể biết sản phẩm của bạn thực sự trông như thế nào bằng cách nhìn vào biểu đồ và đồ thị từ mô phỏng của bạn? Bạn không thể. Nhưng Simcenter cung cấp cho bạn khả năng lắng nghe sản phẩm của bạn trước khi bạn xây dựng nó.

Âm quang âm giúp bạn đắm chìm vào một môi trường âm thanh ảo, nơi bạn có thể
đánh giá hiệu suất âm thanh của thiết kế của bạn bằng cách lắng nghe kết quả mô phỏng thay vì chỉ nhìn vào các biểu đồ và đường cong. Bạn có thể tạo các kịch bản nghe dựa trên các nguồn mô phỏng hoặc được ghi lại bên ngoài và các chức năng truyền mô phỏng thu được từ các giải pháp âm học FEM, BEM hoặc tia. Với âm thanh hóa, bạn có thể trực quan hóa dữ liệu thời gian thu được, lắng nghe kịch bản và thực hiện các thay đổi đối với các bản nhạc riêng lẻ để cải thiện chất lượng âm thanh của sản phẩm của bạn. Ngoài ra, bạn có thể đánh giá định lượng chất lượng âm thanh dựa trên các số liệu độ ồn và độ sắc nét chuyên dụng.