声学仿真软件ACTRAN独特优势

2016-11-17 by:CAE仿真在线来源:互联网

(1) ACTRAN提供对结构的直接模拟,无需借助Nastran、ANSYS等有限元模型或结果。好处在于将结构和声场建立成统一的模型,真正实现声振耦合分析。

(2) ACTRAN具有结构有限元,且其流动声学是基于有限元法的求解方案,因此只有ACTRAN能够实现流动-振动声学一体化分析。即在一个模型中可以包含流动声源、振动声源、结构、流体等。

(3) ACTRAN Vibro-Acoustics支持压电材料的模拟,可以进行声-电、电-声的转换。压电材料是汽车/航空业噪声主动控制以及船舶水声换能器的应用材料。

压电材料:受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。压电效应的原理是,如果对压电材料施加压力,它便会产生电位差(称之为正压电效应),反之施加电压,则产生机械应力(称为逆压电效应)。利用压电材料的这些特性可实现机械振动(声波)和交流电的互相转换。因而压电材料广泛用于传感器元件中,例如地震传感器,力、速度和加速度的测量元件以及电声传感器等。

(4) ACTRAN for Nastran模块支持Nastran的超单元。在研究部件级声学问题时,可以利用超单元精确模拟其边界条件。例如计算车门、前围板的隔声量,可以将车身模态利用超单元定义在车门与前围板的边界上。超单元是产品系统集成商与零部件供应商CAE分析的桥梁。

超单元其实就是子结构综合法(模态综合法)中的子结构。关键是对界面的处理,一般常用的方法是固定界面法和自由界面法。这已经是一种比较老的方法了,针对以前电脑运算能力有限,所以针对一个结构,需要划分几个子结构,可以起到大幅减少自由度的作用。这和模态缩聚是类似的。但现在电脑都快,在结构动力学中,用得不多了。得比较多的是在多体动力学计算中,比如计算曲柄滑块机构中连杆的柔性变形,可以将连杆作为柔性体,其余皆为刚体,这时可以用子结构综合法,将连杆作为子结构,计算一下它的模态,然后导到Adams软件中,和其余两个刚体构件组装,就可以计算连杆的柔性变形。

前围板:前围板是指发动机舱与车厢之间的隔板,前围板装配最重要的工艺技术是密封和隔热,它的优劣往往反映了车辆运行的质量。

(5)ACTRAN的气动声学算法基于有限元,能够直接提取体声源方式,计算结果更准确,支持物理模型更丰富。国外客户应用、学术刊物发表论文绝大多数都是使用ACTRAN计算气动声学,sysnoise或Virtual.Lab只能说具有气动声学计算功能,但是案例远远不及ACTRAN。

气动噪声:aerodynamic noise 由气流直接产生的振幅和频率杂乱、统计上无规的声音。喷气式发动机喷出的气流产生的声就是一种动噪声。喷气式飞机的大量出现引起严重的气动噪声染,导致了对气动噪声的认真研究。气动噪声伴随出脉动声压。高速飞机表面湍流边界层(见边界层)所出的噪声和伴随而来的脉动声压,不但使乘客感到不服,还使飞机蒙皮承受疲劳应力,甚至遭到破坏。)

(辐射噪声高级算法Pellicular Analysis与Green Analysis(等同于Virtual.Lab的ATV技术)。计算发动机与齿轮箱等振动辐射噪声问题时,求解效率更高。一次计算可以得到多种转速工况结果。

(6)模拟声波在狭小管道中传播,流体的粘热损失效应。适合电子产品、麦克风、人工耳蜗等精密仪器制造商。

气体的热粘性主要由两种物理特性产生:一是气体的热传导现象,二是气体的粘滞性。气体的热传导现象会使声波传播时的压缩、膨胀过程成为不可逆过程,造成声能量的损失;而气体的粘滞性会使具有不同振速的相邻质点由于摩擦而造成能量的耗散,进而使声波有所衰减

(7) Morhing声类比??功能:只有ACTRAN可以模拟非均质流动噪声问题。例如汽车排气管道中气流再生噪声的模拟,飞机巡航状态下机体气动噪声等

(8) DGM算法:适合大温度梯度、剪切流声传播问题。支持航空发动机排气噪声传播计算。

(9) ACTRAN计算结果的可靠性已得到众多实例验证。ACTRAN被国核上海核工程研究设计院选为声学计算工具,ACTRAN的计算精度被要求最严格的核工业所认可。

(10)基本Biot模型、Lumped多孔材料模型、刚性多孔材料模型、Delany Bazerly模型,可以模拟工程上所有类型吸声材料。

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