Akustická simulace

Akustické simulace vyžadují specializované funkce nad rámec standardních možností modelování metodou konečných prvků (FE). Často je třeba modelovat například objem vzduchu a oblast, kde chcete měřit akustické tlaky. Řešení Simcenter nabízí potřebné pokročilé funkce, jako je obtékání povrchu, konvexní síťování, zahušťování sítí a možnost vytvářet hybridní (hexa-tetra) sítě, které vám pomohou urychlit procesy akustického síťování více než tradiční nástroje pro předběžné zpracování. Dostupnost různých materiálových modelů pro konstrukci i kapaliny a široká škála strukturálních a akustických okrajových podmínek a zatížení vám umožní efektivně nastavit analýzu.

Metoda konečných prvků (FEM) pro akustickou analýzu je ideální pro simulaci problémů vnitřní akustiky. Kromě toho, že metoda konečných prvků je efektivnější z hlediska rychlosti řešení, umožňuje také provádět spojené vibroakustické analýzy, které zohledňují režimy konstrukce a zvukově izolační materiály. Akustiku pomocí metody konečných prvků je možné snadno použít i k řešení problémů vnější akustiky, například k analýze vyzařování hluku u komponent pohonných jednotek, jako jsou vzduchové indukční systémy, převodovky nebo celé elektrické pohonné jednotky.

Metoda okrajových prvků (BEM), která se často používá pro problémy vnější akustiky, je ideální pro problémy zahrnující velmi složitou geometrii, kterou může být pro metodu konečných prvků obtížné modelovat. Metoda okrajových prvků pomáhá zjednodušit simulaci vnější akustiky, protože je zapotřebí pouze vnější povrchová síť geometrie. To zjednodušuje proces modelování a snižuje počet stupňů volnosti v simulačním modelu, což vede ke snadnější analýze.

Aeroakustický hluk vyvolaný prouděním je významnou složkou akustické charakteristiky vozidla i jiných výrobků. Předvídání a pochopení mechanismů vzniku hluku, lokalizace zdrojů zvuku, identifikace přenosových drah a předvídání akustické odezvy systému jsou klíčem ke kvalitnímu akustickému návrhu. Díky řešení Simcenter můžete získat komplexní přehled o předpovědích hluku, což vám umožní vyvinout účinná konstrukční protiopatření. Díky tomu si vaše výrobky zachovají optimální kvalitu zvuku a konkurenční výhodu na trhu.

Příklady použití: hluk z vytápění, větrání a klimatizace (HVAC) a kanálů systému řízení prostředí (ECS), vlakových budíků a pantografů, chladicích ventilátorů, lodních a leteckých vrtulí a další.

Vytvářejte aeroakustické zdroje v blízkosti turbulentních proudů emitujících hluk, jak byly vypočteny z řešení CFD, a vypočítejte jejich akustickou odezvu ve vnějším nebo vnitřním prostředí. V aero-vibro-akustických aplikacích jsou turbulence proudění vnášeny případně jak aerodynamickým, tak aeroakustickým tlakem na konstrukci, která reaguje vibracemi. Tyto vibrace způsobují vyzařování akustických vln do okolního vzduchu. Můžete tak například předpovídat hluk v kabině automobilů a letadel způsobený zatížením větrem působícím na okna a konstrukci karoserie vozidla. Tlakové zatížení na začátku těchto analýz může pocházet z řešení CFD nebo ze sady tzv. modelů turbulentní okrajové vrstvy, které jsou součástí softwaru.

When the acoustics problems you need to solve involve very large geometries or very high frequencies, then FEM and BEM solutions become too expensive to solve.

Ray Acoustics is used to predict acoustic responses up to very high frequencies and for very large geometries, in both enclosed and unbounded domains. Unlike FEM or BEM acoustic solvers, ray acoustics exploits the fact that at high Helmholtz numbers, sound propagation can be simulated by ray tracing (a technique also used to simulate high frequency electromagnetics and lighting). Therefore it only requires the mesh to correctly represent the topology of the product and not a fine discretization of the domain. As a result, the solution is not bounded by an upper frequency limit or the model size and solving is done orders of magnitude faster as compared to FEM or BEM solutions.

How can you tell what your product really sounds like by looking at charts and graphs from your simulation? You can't. But Simcenter gives you the ability to listen to your product before you build it.

Acoustics auralization immerses you into a virtual acoustic environment where you can
evaluate the acoustic performance of your designs by listening to simulation results rather than only looking at plots and curves. You can create listening scenarios based on simulated or externally recorded sources and simulated transfer functions obtained from either FEM, BEM or ray acoustics solutions. With acoustics auralization, you can visualize the resulting time data, listen to the scenario and make changes to the individual tracks to improve the sound quality of your product. You can additionally quantitatively evaluate the sound quality based on dedicated loudness and sharpness metrics.