Simulation acoustique

Les simulations acoustiques nécessitent des capacités spécialisées au-delà des capacités de modélisation par éléments finis (FE) standard. Souvent, vous devez modéliser des éléments tels que le volume d'air et la zone où vous souhaitez mesurer les pressions acoustiques. Simcenter fournit les fonctionnalités avancées dont vous avez besoin, telles que l'habillage de surface, le maillage convexe, l'épaississement du maillage et la possibilité de créer des maillages hybrides (hexa-tétra), pour vous aider à accélérer les processus de maillage acoustique plus que les préprocesseurs traditionnels. La disponibilité de différents modèles de matériaux pour la structure et le fluide, ainsi que la grande variété de conditions et de charges aux limites structurelles et acoustiques, vous permettent de configurer efficacement votre analyse.

La méthode des éléments finis (FEM) pour l'analyse acoustique est idéale pour simuler des problèmes d'acoustique intérieure. En plus d'être la méthode la plus efficace en termes de vitesse de solution, elle vous permet d'effectuer des analyses vibro-acoustiques couplées qui prennent en compte les modes structurels et les matériaux d'insonorisation. L'acoustique FEM peut également être facilement utilisée pour résoudre des problèmes d'acoustique extérieure, par exemple pour l'analyse du rayonnement sonore des composants du groupe motopropulseur tels que les systèmes d'admission d'air, les boîtes de vitesses ou les unités d'entraînement entièrement électriques.

Souvent utilisée pour les problèmes d'acoustique extérieure, la méthode des éléments limites (BEM) est idéale pour les problèmes impliquant une géométrie très complexe qui peuvent être difficiles à modéliser pour la méthode FEM. La méthode BEM permet de simplifier la simulation acoustique extérieure puisque seul le maillage de surface externe de la géométrie est nécessaire. Cela simplifie à la fois le processus de modélisation et réduit les degrés de liberté dans le modèle de simulation, ce qui facilitera l'analyse.

Le bruit aéroacoustique induit par l'écoulement est une composante importante de la signature acoustique d'un véhicule ou d'autres produits. La prédiction et la compréhension des mécanismes de génération de bruit, la localisation des sources sonores, l'identification des chemins de transmission et la prédiction de la réponse acoustique du système sont essentielles à une bonne conception acoustique. Avec Simcenter, vous pouvez acquérir une compréhension complète de vos prévisions de bruit, ce qui vous permet de développer des contre-mesures de conception efficaces. Cela garantit que vos produits conservent une qualité sonore optimale et un avantage concurrentiel sur le marché.

Exemples d'applications : le bruit provenant des conduits de chauffage, de ventilation et de climatisation (HVAC) et de systèmes de contrôle environnemental (ECS), les boogies et pantographes de train, les ventilateurs de refroidissement, les hélices de navires et d'avions et plus encore.

Créez des sources aéroacoustiques proches des écoulements turbulents émettant du bruit, calculées à partir d'une solution CFD, et calculez leur réponse acoustique dans l'environnement extérieur ou intérieur. Dans les applications aéro-vibro-acoustiques, les turbulences d'écoulement sont introduites éventuellement à la fois une pression aérodynamique et aéro-acoustique sur une structure, qui répond en vibrant. Ces vibrations provoquent le rayonnement d'ondes acoustiques dans l'air ambiant. Par exemple, vous pouvez prédire le bruit de la cabine à l'intérieur des voitures et des avions en raison des charges de vent agissant sur les vitres et la carrosserie structurelle du véhicule. Les charges de pression au début de ces analyses peuvent provenir de solutions CFD ou d'un ensemble de modèles de couche limite turbulente, inclus dans le logiciel.

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.