Simulación acústica

Las simulaciones acústicas requieren funcionalidades especializadas que van más allá de las funcionalidades estándar de modelado por elementos finitos. A menudo hace falta modelar aspectos como el volumen de aire y la zona en la que se desea medir presiones acústicas. Simcenter proporciona las funciones avanzadas que necesitas, como envoltura de superficies, mallado convexo, espesamiento de malla. También brinda la posibilidad de crear mallas híbridas (hexa-tetra) para ayudarte a acelerar los procesos de mallado acústico más que los preprocesadores tradicionales. La disponibilidad de diferentes modelos de materiales para la estructura y el fluido, así como la amplia variedad de condiciones de contorno y cargas estructurales y acústicas, te permiten configurar eficazmente los análisis.

El método de los elementos finitos (FEM) para el análisis acústico es ideal para simular problemas de acústica interior. Además de que el FEM es el método más eficaz en la velocidad de las soluciones, permite realizar análisis vibroacústicos acoplados que tienen en cuenta los modos estructurales y los materiales de insonorización. La acústica del método FEM también se puede utilizar fácilmente para resolver problemas de acústica exterior, como el análisis de la radiación sonora de componentes de motopropulsión, por ejemplo, sistemas de inducción de aire, cajas de cambios o unidades de tracción eléctrica completas.

Utilizado a menudo en problemas de acústica exterior, el método de los elementos de contorno (BEM) es ideal para problemas de geometría muy compleja que pueden resultar difíciles de modelar con el método FEM. El método BEM ayuda a simplificar la simulación acústica exterior ya que solo se necesita la malla de la superficie exterior de la geometría. Esto simplifica el proceso de modelado y reduce los grados de libertad del modelo de simulación, lo que facilitará el análisis.

El ruido inducido por el flujo es un componente significativo de la firma acústica de un vehículo o de otros productos. Predecir y comprender los mecanismos de generación de ruido, localizar las fuentes de sonido, identificar las vías de transmisión y predecir la respuesta acústica del sistema son esenciales para lograr un buen diseño acústico. Con Simcenter, puedes obtener una comprensión exhaustiva de tus predicciones de ruido, lo que te permite desarrollar eficaces contramedidas de diseño. Esto asegura que tus productos mantengan una calidad de sonido óptima y una ventaja competitiva en el mercado.

Ejemplos de aplicaciones: ruido de conductos de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) y sistemas de control ambiental (ECS), vagones de tren y pantógrafos, ventiladores de refrigeración, hélices de barcos y aviones, etc.

Crea fuentes aeroacústicas cerca de flujos turbulentos emisores de ruido calculados a partir de una solución CFD y calcula su respuesta acústica en exteriores o interiores. En las aplicaciones aeroacústica y aerovibroacústica, las turbulencias del flujo se introducen posiblemente por presión aerodinámica y aeroacústica sobre una estructura, que responde vibrando. Estas vibraciones provocan la irradiación de ondas acústicas en el aire circundante. Por ejemplo, puedes predecir el ruido en la cabina de vehículos y aeronaves debido a las cargas de viento que actúan sobre las ventanillas y la estructura del vehículo. Las cargas de presión al inicio de estos análisis pueden proceder de soluciones CFD o de un conjunto de modelos de capas límite turbulentas, incluidos en el software.

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.