Symulacja akustyczna

Symulacje akustyczne wymagają specjalistycznych możliwości wykraczających poza standardowe możliwości modelowania elementów skończonych (FE). Często wymagane jest modelowanie parametrów takich jak objętość powietrza i obszar, w którym ma zostać zmierzone ciśnienie akustyczne. Rozwiązanie Simcenter zapewnia zaawansowane funkcje, których potrzebujesz, takie jak otaczanie powierzchni, wypukłe siatki, pogrubianie siatki i możliwość tworzenia siatek hybrydowych (sześcio-cztero wymiarowa), aby przyspieszyć procesy tworzenia siatki akustycznej w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami przetwarzania końcowego. Dostępność różnych modeli materiałowych zarówno dla konstrukcji, jak i płynów, a także szeroka gama strukturalnych i akustycznych warunków brzegowych oraz obciążeń pozwala na efektywne skonfigurowanie analizy.

Metoda elementów skończonych (MES) do analizy akustyki jest optymalna w przypadku symulacji problemów akustyki wnętrza. Oprócz tego, że MES jest bardziej wydajną metodą pod względem szybkości tworzenia rozwiązania, umożliwia wykonywanie sprzężonych analiz wibroakustycznych, które uwzględniają tryby konstrukcyjne i materiały dźwiękoszczelne. Akustykę MES można łatwo wykorzystać do rozwiązywania problemów związanych z akustyką zewnętrzną, takich jak analiza promieniowania hałasu dla elementów układu napędowego, systemy doprowadzania powietrza, przekładnie lub całkowicie elektryczne zespoły napędowe.

Metoda elementów brzegowych, często stosowana w przypadku problemów akustyki zewnętrznej, jest optymalna do rozwiązywania problemów związanych z bardzo złożoną geometrią, które mogą stanowić wyzwanie w przypadku modelowania metodą MES. Metoda BEM pomaga uprościć symulację akustyki zewnętrznej, ponieważ potrzebna jest tylko zewnętrzna siatka powierzchni geometrii. Upraszcza to zarówno proces modelowania, jak i zmniejsza stopnie swobody w modelu symulacyjnym, co ułatwia analizę.

Hałas aeroakustyczny wywołany przepływem jest istotnym elementem charakterystyki akustycznej pojazdu lub innych produktów. Przewidywanie i rozumienie mechanizmów generowania hałasu, lokalizowanie źródeł dźwięku, identyfikowanie ścieżek przepływu i przewidywanie reakcji akustycznej systemu są kluczem do dobrego projektowania akustycznego. Dzięki rozwiązaniu Simcenter możesz uzyskać kompleksowe analizy prognoz hałasu, które umożliwiają opracowanie skutecznych środków zaradczych. Dzięki temu Twoje produkty zachowują optymalną charakterystykę akustyczną i przewagę konkurencyjną na rynku.

Przykładowe zastosowania obejmują: hałas z przwodów systemów ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC) oraz systemu kontroli środowiska (ECS), wózków i pantografów kolejowych, wentylatorów, śrub statków, śmigieł samolotów i nie tylko.

Twórz źródła aeroakustyczne w pobliżu emitujących hałas przepływów turbulentnych obliczonych na podstawie rozwiązania CFD i obliczaj ich reakcję akustyczną w środowisku zewnętrznym lub wewnętrznym. W zastosowaniach aerowibroakustycznych turbulencje przepływu są wytwarzane zarówno pod ciśnieniem aerodynamicznym, jak i aeroakustycznym i działają na konstrukcję, która reaguje drganiem. Drgania te powodują, że fale akustyczne promieniują w otoczeniu. Na przykład można przewidzieć hałas w kabinie wewnątrz samochodów i samolotów z powodu wiatru działającego na szyby i kadłub/nadwozie. Obciążenia ciśnieniowe na początku tych analiz mogą pochodzić z rozwiązań CFD lub z zestawu tak zwanych turbulentnych modeli warstwy granicznej zawartych w oprogramowaniu.

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.