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声学仿真软件Simcenter3D Acoustics 

 

       Simcenter3D Acoustics是基于Virtual.Lab  Acoustics和UG界面整合后的新软件, 是西门子3D仿真平台中的声学模块。Simcenter Acoustics在集成式环境中提供内场和外场场景声学分析，借助自适应阶次、自动匹配层等先进技术帮助客户在早期设计阶段快速预测产品的声学性能。

 

Simcenter3D Acoustics主要由6个子模块组成，如下图。

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 前后处理 pre-postprocess

1)前处理：基于simcenter3D工程桌面可实现几何自动修复、网格离散自动化、声学网格包络、同步建模等便捷的建模技术，用户直接根据3D模型创建内部或外部声学模型和声学网格，大大提高建模效率。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

针对Simcenter3D acoustic软件，本公司提供如下服务：

       1. 技术培训，技术咨询；

       2. 对软件的二次开发；

       3. 软件代理。

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. 射线声学Ray Acoustics

       对于有限元和边界元法不适合的高频声学问题，射线声学可以全面、准确地进行。停车传感器和近场自动数据采集系统（Automatic Data Acquisition System，ASAD）是一个很好的射线声学的应用案例，此处射线声学可以帮助客户快速评估这些超声波传感器和常规声学传感器的性能。

3. 边界元声学Boundary Element Acoustics

 

       边界元法(BEM)通常用于外部声场问题, 相对于有限元方法，边界元方法更适合于解决复杂的几何边界的声学问题。

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 有限元法Finite Element Acoustics

 

       有限元方法(FEM)声学适合于内场声学问题，如计算消声器的传递损失、房间内部声场分析等，有限元法还能进行振动-声学耦合分析,如车身振动在驾驶室内的声辐射等。有限元法的优点之一是计算速度快。

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. 气动声学和结构声辐射Aero-vibro-acoustics

 

       该模块可以仿真由于气流流动产生的噪声，其过程是在湍流声辐射源附创建由CFD计算得到的气动声学声源，然后计算外部或内部声场的声学响应。例如可以仿真飞机起落架周围湍流产生的噪声，如下图。也可以仿真由于风载作用于挡风玻璃而在在驾驶室内产生的噪声。

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  6.  统计能量法Statistical Energy Analysis Acoustics (SEA)   

        

       统计能量法（Statistical Energy Analysis，简称SEA）是一种用于分析复杂振动和声学系统的方法，特别适用于高频振动和噪声问题。SEA基于统计力学和能量平衡的原理，通过将复杂系统分解为若干子系统，并分析各子系统之间的能量传递来预测系统的整体振动和声学性能。

       SEA的优点在于能够处理复杂的大型系统，尤其是在高频情况下，传统的有限元方法（FEM）和边界元方法（BEM）计算量过大时，SEA能够提供有效的解决方案。

       应用领域包括：

              • 航空航天领域中的飞机结构振动和噪声分析

              • 汽车工业中的车身结构噪声控制

              • 建筑声学中的房间声学设计和噪声控制

              • 船舶和海洋工程中的结构振动分析

 

      统计结果显示：

          1）按频段而不是按频率线

          2）每个完整的子系统，而不是在单个节点中

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) 后处理：基于3D或2D结果，可进行模态贡献量分析、平板贡献量分析、节点贡献量分析、路径贡献量分析、能量贡献量分析等，便于识别问题真因。

 

  7.  ATV声学传递向量    

           声学传递向量（Acoustic Transfer Vector，简称ATV）是一种用于分析声场中的声源与接收点之间关系的方法。ATV在声学工程中广泛应用，特别是在汽车、建筑和其他需要控制噪声和振动的领域。其主要目的是确定声源产生的声波在空间中的传播路径及其在接收点的声压响应。

       1）ATV的基本原理

       a. 定义和概念：

               o 声源：产生声波的点或区域，可以是扬声器、机器设备等。

               o 接收点：测量声压级的点，可以是麦克风位置、乘员耳位等。

               o 声学传递向量：从声源到接收点的声压响应的数学描述，通常表示为一个向量。

       b. 计算方法：

               o 数值模拟：利用有限元法（FEM）、边界元法（BEM）等数值方法计算声源在各频率下对接收点的影响。

               o 实验测量：通过实际测试测量不同声源在接收点的声压级，建立传递向量。

       2）应用

       频率响应分析：分析不同频率下声源对接收点的影响，帮助设计声学材料和结构。

       噪声源识别：通过分析不同声源的ATV，可以确定主要的噪声源及其传播路径。

       声学优化设计：优化声学环境，如降低车内噪声、改善房间声学效果等。

       3）ATV的优点

        • 精确性：能够详细描述声源与接收点之间的声学关系，提供精确的声场分析。

        • 多频段分析：能够在不同频率下进行分析，有助于全面了解声场特性。

        • 应用广泛：适用于各种复杂的声学环境，尤其是在高要求的工业和建筑声学领域。 通过合理应用ATV，可以有效改善                               声学环境，提升产品的舒适度和性能。