聲學仿真軟件ACTRAN獨特優(yōu)勢

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

(1) ACTRAN提供對結構的直接模擬,無需借助Nastran、ANSYS等有限元模型或結果。好處在于將結構和聲場建立成統(tǒng)一的模型,真正實現(xiàn)聲振耦合分析。

(2) ACTRAN具有結構有限元,且其流動聲學是基于有限元法的求解方案,因此只有ACTRAN能夠實現(xiàn)流動-振動聲學一體化分析。即在一個模型中可以包含流動聲源、振動聲源、結構、流體等。

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

壓電材料:受到壓力作用時會在兩端面間出現(xiàn)電壓的晶體材料。壓電效應的原理是,如果對壓電材料施加壓力,它便會產(chǎn)生電位差(稱之為正壓電效應),反之施加電壓,則產(chǎn)生機械應力(稱為逆壓電效應)。利用壓電材料的這些特性可實現(xiàn)機械振動(聲波)和交流電的互相轉換。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。在研究部件級聲學問題時,可以利用超單元精確模擬其邊界條件。例如計算車門、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商CAE分析的橋梁。

超單元其實就是子結構綜合法(模態(tài)綜合法)中的子結構。關鍵是對界面的處理,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,針對以前電腦運算能力有限,所以針對一個結構,需要劃分幾個子結構,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,在結構動力學中,用得不多了。得比較多的是在多體動力學計算中,比如計算曲柄滑塊機構中連桿的柔性變形,可以將連桿作為柔性體,其余皆為剛體,這時可以用子結構綜合法,將連桿作為子結構,計算一下它的模態(tài),然后導到Adams軟件中,和其余兩個剛體構件組裝,就可以計算連桿的柔性變形。

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

(5)ACTRAN的氣動聲學算法基于有限元,能夠直接提取體聲源方式,計算結果更準確,支持物理模型更豐富。國外客戶應用、學術刊物發(fā)表論文絕大多數(shù)都是使用ACTRAN計算氣動聲學,sysnoise或Virtual.Lab只能說具有氣動聲學計算功能,但是案例遠遠不及ACTRAN。

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

(輻射噪聲高級算法Pellicular Analysis與Green Analysis(等同于Virtual.Lab的ATV技術)。計算發(fā)動機與齒輪箱等振動輻射噪聲問題時,求解效率更高。一次計算可以得到多種轉速工況結果。

(6)模擬聲波在狹小管道中傳播,流體的粘熱損失效應。適合電子產(chǎn)品、麥克風、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:一是氣體的熱傳導現(xiàn)象,二是氣體的粘滯性。氣體的熱傳導現(xiàn)象會使聲波傳播時的壓縮、膨脹過程成為不可逆過程,造成聲能量的損失;而氣體的粘滯性會使具有不同振速的相鄰質(zhì)點由于摩擦而造成能量的耗散,進而使聲波有所衰減

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

(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)動機排氣噪聲傳播計算。

(9) ACTRAN計算結果的可靠性已得到眾多實例驗證。ACTRAN被國核上海核工程研究設計院選為聲學計算工具,ACTRAN的計算精度被要求最嚴格的核工業(yè)所認可。

(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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