聲學(xué)仿真軟件ACTRAN獨(dú)特優(yōu)勢(shì)

2016-11-17 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

(1) ACTRAN提供對(duì)結(jié)構(gòu)的直接模擬,無需借助Nastran、ANSYS等有限元模型或結(jié)果。好處在于將結(jié)構(gòu)和聲場(chǎng)建立成統(tǒng)一的模型,真正實(shí)現(xiàn)聲振耦合分析。

(2) ACTRAN具有結(jié)構(gòu)有限元,且其流動(dòng)聲學(xué)是基于有限元法的求解方案,因此只有ACTRAN能夠?qū)崿F(xiàn)流動(dòng)-振動(dòng)聲學(xué)一體化分析。即在一個(gè)模型中可以包含流動(dòng)聲源、振動(dòng)聲源、結(jié)構(gòu)、流體等。

(3) ACTRAN Vibro-Acoustics支持壓電材料的模擬,可以進(jìn)行聲-電、電-聲的轉(zhuǎn)換。壓電材料是汽車/航空業(yè)噪聲主動(dòng)控制以及船舶水聲換能器的應(yīng)用材料。

壓電材料:受到壓力作用時(shí)會(huì)在兩端面間出現(xiàn)電壓的晶體材料。壓電效應(yīng)的原理是,如果對(duì)壓電材料施加壓力,它便會(huì)產(chǎn)生電位差(稱之為正壓電效應(yīng)),反之施加電壓,則產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力(稱為逆壓電效應(yīng))。利用壓電材料的這些特性可實(shí)現(xiàn)機(jī)械振動(dòng)(聲波)和交流電的互相轉(zhuǎn)換。因而壓電材料廣泛用于傳感器元件中,例如地震傳感器,力、速度和加速度的測(cè)量元件以及電聲傳感器等。

(4) ACTRAN for Nastran模塊支持Nastran的超單元。在研究部件級(jí)聲學(xué)問題時(shí),可以利用超單元精確模擬其邊界條件。例如計(jì)算車門、前圍板的隔聲量,可以將車身模態(tài)利用超單元定義在車門與前圍板的邊界上。超單元是產(chǎn)品系統(tǒng)集成商與零部件供應(yīng)商CAE分析的橋梁。

超單元其實(shí)就是子結(jié)構(gòu)綜合法(模態(tài)綜合法)中的子結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵是對(duì)界面的處理,一般常用的方法是固定界面法和自由界面法。這已經(jīng)是一種比較老的方法了,針對(duì)以前電腦運(yùn)算能力有限,所以針對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu),需要?jiǎng)澐謳讉€(gè)子結(jié)構(gòu),可以起到大幅減少自由度的作用。這和模態(tài)縮聚是類似的。但現(xiàn)在電腦都快,在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中,用得不多了。得比較多的是在多體動(dòng)力學(xué)計(jì)算中,比如計(jì)算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中連桿的柔性變形,可以將連桿作為柔性體,其余皆為剛體,這時(shí)可以用子結(jié)構(gòu)綜合法,將連桿作為子結(jié)構(gòu),計(jì)算一下它的模態(tài),然后導(dǎo)到Adams軟件中,和其余兩個(gè)剛體構(gòu)件組裝,就可以計(jì)算連桿的柔性變形。

前圍板:前圍板是指發(fā)動(dòng)機(jī)艙與車廂之間的隔板,前圍板裝配最重要的工藝技術(shù)是密封和隔熱,它的優(yōu)劣往往反映了車輛運(yùn)行的質(zhì)量。

(5)ACTRAN的氣動(dòng)聲學(xué)算法基于有限元,能夠直接提取體聲源方式,計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確,支持物理模型更豐富。國(guó)外客戶應(yīng)用、學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文絕大多數(shù)都是使用ACTRAN計(jì)算氣動(dòng)聲學(xué),sysnoise或Virtual.Lab只能說具有氣動(dòng)聲學(xué)計(jì)算功能,但是案例遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及ACTRAN。

氣動(dòng)噪聲:aerodynamic noise 由氣流直接產(chǎn)生的振幅和頻率雜亂、統(tǒng)計(jì)上無規(guī)的聲音。噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的氣流產(chǎn)生的聲就是一種動(dòng)噪聲。噴氣式飛機(jī)的大量出現(xiàn)引起嚴(yán)重的氣動(dòng)噪聲染,導(dǎo)致了對(duì)氣動(dòng)噪聲的認(rèn)真研究。氣動(dòng)噪聲伴隨出脈動(dòng)聲壓。高速飛機(jī)表面湍流邊界層(見邊界層)所出的噪聲和伴隨而來的脈動(dòng)聲壓,不但使乘客感到不服,還使飛機(jī)蒙皮承受疲勞應(yīng)力,甚至遭到破壞。)

(輻射噪聲高級(jí)算法Pellicular Analysis與Green Analysis(等同于Virtual.Lab的ATV技術(shù))。計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)與齒輪箱等振動(dòng)輻射噪聲問題時(shí),求解效率更高。一次計(jì)算可以得到多種轉(zhuǎn)速工況結(jié)果。

(6)模擬聲波在狹小管道中傳播,流體的粘熱損失效應(yīng)。適合電子產(chǎn)品、麥克風(fēng)、人工耳蝸等精密儀器制造商。

氣體的熱粘性主要由兩種物理特性產(chǎn)生:一是氣體的熱傳導(dǎo)現(xiàn)象,二是氣體的粘滯性。氣體的熱傳導(dǎo)現(xiàn)象會(huì)使聲波傳播時(shí)的壓縮、膨脹過程成為不可逆過程,造成聲能量的損失;而氣體的粘滯性會(huì)使具有不同振速的相鄰質(zhì)點(diǎn)由于摩擦而造成能量的耗散,進(jìn)而使聲波有所衰減

(7) Morhing聲類比??功能:只有ACTRAN可以模擬非均質(zhì)流動(dòng)噪聲問題。例如汽車排氣管道中氣流再生噪聲的模擬,飛機(jī)巡航狀態(tài)下機(jī)體氣動(dòng)噪聲等

(8) DGM算法:適合大溫度梯度、剪切流聲傳播問題。支持航空發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲傳播計(jì)算。

(9) ACTRAN計(jì)算結(jié)果的可靠性已得到眾多實(shí)例驗(yàn)證。ACTRAN被國(guó)核上海核工程研究設(shè)計(jì)院選為聲學(xué)計(jì)算工具,ACTRAN的計(jì)算精度被要求最嚴(yán)格的核工業(yè)所認(rèn)可。

(10)基本Biot模型、Lumped多孔材料模型、剛性多孔材料模型、Delany Bazerly模型,可以模擬工程上所有類型吸聲材料。

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