Simularea acustică

Simulările acustice necesită funcționalități specializate, ce depășesc capabilitățile obișnuite ale modelării cu elemente finite. Adesea, este nevoie să reprezentați volumul de aer și zonele unde se măsoară presiunile acustice. Simcenter pune la dispoziție funcții avansate precum înfășurarea suprafețelor, generarea mesh-ului convex, îngroșarea rețelei și crearea de mesh-uri hibride (hexa-tetra), care accelerează procesul de creare a mesh-ului acustic comparativ cu metodele tradiționale. Gama variată de modele materiale pentru structuri și fluide, împreună cu numeroase condiții și sarcini de limită acustice și structurale, facilitează configurarea eficientă a analizei.

Metoda elementelor finite (FEM) este ideală pentru simularea acusticii în interiorul vehiculelor sau spațiilor închise. Pe lângă viteza ridicată de calcul, aceasta permite efectuarea analizelor vibro-acustice combinate, care iau în calcul modurile structurale și materialele fonoizolante. De asemenea, metoda FEM poate fi aplicată și în probleme de acustică exterioară, cum ar fi analiza radiației zgomotului pentru componente ale trenului de rulare, cum ar fi sistemele de admisie a aerului, cutiile de viteze sau unitățile de tracțiune electrică completă.

Pentru problemele de acustică exterioară, metoda elementelor de frontieră (BEM) este frecvent utilizată, fiind ideală pentru geometrii complexe, dificil de abordat prin metoda elementelor finite (FEM). Metoda BEM simplifică simularea acustică exterioară, necesitând doar mesh-ul suprafeței exterioare a obiectului. Acest lucru simplifică procesul de modelare și reduce numărul de grade de libertate în modelul de simulare, facilitând astfel analiza.

Zgomotul aeroacustic indus de curgere reprezintă o componentă importantă a semnăturii acustice a unui vehicul sau a altor produse. Prezicerea și înțelegerea mecanismelor de generare a zgomotului, localizarea surselor sonore, identificarea căilor de transmisie și estimarea răspunsului acustic al sistemului sunt esențiale pentru un design acustic performant. Cu Simcenter, puteți obține o înțelegere completă a predicțiilor de zgomot, ceea ce vă permite să dezvoltați măsuri eficiente de contracarare a zgomotului. Astfel, produsele dvs. își păstrează calitatea optimă a sunetului și un avantaj competitiv pe piață.

Generați surse aero-acustice aproape de fluxurile turbulente ce emit zgomot, calculate pe baza unei soluții CFD, și calculați răspunsul acustic în mediul interior sau exterior. În aplicațiile aero-vibro-acustice, turbulențele fluxului induc presiuni aerodinamice și aero-acustice asupra structurii, care reacționează prin vibrații. Aceste vibrații produc unde acustice ce radiază în aerul înconjurător. De exemplu, puteți anticipa zgomotul din interiorul cabinei autoturismelor sau aeronavelor cauzat de încărcările vântului asupra ferestrelor și caroseriei vehiculului. Sarcinile de presiune inițiale pot proveni din soluții CFD sau dintr-un set de modele numite Turbulent Boundary Layer, integrate în software.

Pentru problemele acustice ce implică geometrii extinse sau frecvențe înalte, metodele FEM și BEM devin dificil de utilizat din cauza costurilor ridicate de calcul.

Acustica prin metoda razelor permite prezicerea răspunsurilor acustice la frecvențe foarte înalte și pentru geometrii extinse, în domenii atât închise, cât și nelimitate. Spre deosebire de metodele FEM sau BEM, acustica prin metoda razelor utilizează faptul că la numere Helmholtz ridicate, propagarea sunetului poate fi simulată prin trasarea razelor (o metodă folosită și pentru simularea electromagnetismului de înaltă frecvență și a iluminatului). Prin urmare, mesh-ul trebuie să reflecte corect topologia produsului, fără a necesita o discretizare detaliată a întregului domeniu. Astfel, soluția nu este restricționată de limita superioară a frecvenței sau de dimensiunea modelului, iar calculul este de ordinul zecilor de ori mai rapid comparativ cu FEM sau BEM.

Cum poți să-ți dai seama cum sună cu adevărat produsul tău doar din graficele și diagramele simulării? Nu poți. Simcenter însă îți oferă șansa să asculți produsul înainte de a-l produce.
Auralizarea acustică vă introduce într-un mediu acustic virtual, permițându-vă să evaluați performanța acustică a proiectelor voastre ascultând direct rezultatele simulărilor, nu doar uitându-vă la grafice și diagrame. Puteți genera scenarii de ascultare folosind surse simulate sau înregistrări externe și funcții de transfer simulate, obținute prin metode FEM, BEM sau acustica razelor. Prin această metodă, puteți vizualiza datele în timp, asculta scenariul și modifica fiecare pistă în parte pentru a optimiza calitatea sunetului produsului vostru. În plus, puteți măsura calitatea sunetului în mod obiectiv prin metrici specifice precum intensitatea și claritatea.