Akustik

Numerische Simulation spielt immer größere Rolle bei der Optimierung akustischer Eigenschaften

Actran Product Suite Overview Presentation

Stets und ständig sind wir von Geräuschen umgeben. Einige von ihnen sind angenehm, andere wiederum nicht. Damit ein Produkt von Kunden angenommen wird, müssen Hersteller ein besonderes Augenmerk auf dessen akustische Leistung legen. Dabei liegt der Schwerpunkt nicht nur auf der Markenbildung, sondern auch auf einer möglichst geringen Geräuschbelastung. Auch müssen Konstrukteure darauf achten, dass sie mit ihrem neuen Produkt die in ihrer Branche geltenden Vorschriften für Geräuschemissionen einhalten, bevor das Produkt zum Verkauf angeboten werden kann. Probleme, die erst in einem späten Stadium der Produktentwicklung erkannt werden, können kostenaufwändige Nacharbeit verursachen und eine verspätete Produkteinführung bewirken.

Damit Konstrukteure die Leistung ihrer Produkte verbessern können, müssen sie zunächst die Rolle von Geräuschquellen nachvollziehen und sämtliche möglichen Übertragungswege kennen. Wegen des großen Wertebereichs von Modellen ist es von entscheidender Bedeutung, leistungsstarke Solver sowie eine stabile Technik zur Verfügung zu haben, mit denen sich die Wechselwirkungen zwischen Strukturen und Fluiden untersuchen lassen. Die auf der Finite-Elemente- und der Infinite-Elemente-Analyse basierende Technologie von MSC Software ist intuitiv und lässt sich dank der gewohnten FEA-Technologie leicht implementieren. Auch ist es einfacher, eine Verknüpfung mit Codes für die strukturelle Finite-Elemente-Analyse herzustellen, um auf diese Weise gekoppelte Wechselwirkungen zwischen Strukturen und Fluiden zu berechnen.

MSC Software wird für viele Arten der akustischen Berechnung eingesetzt:

Herkömmliche und konvektive Akustik
Analyse der Innen- und Außenakustik bei Fahrzeugen
Modellierung der Schallübertragung durch flexible Wände
Berechnung der Schallabsorption durch ein poröses Medium
2D-Analyse, axialsymmetrische Analyse und 3D-Analyse
Ableitungsmechanismen wie etwa viskothermische Verluste und Schallabsorption
Schallausbreitung und -abstrahlung auf einem inhomogenen mittleren Strom
Simulation von komplexen, mehrschichtigen Strukturen mit Verbundwerkstoffmodellen
Konzept der direkten Reaktion und der modalen Superposition

Modellierung aktiver Strukturen mit piezoelektrischen Materialien
Heterogene Mengen wie komplexe Ströme oder Temperaturgefälle
Elementare harmonische Analyse
Quellen ebener Wellen, von Kugel- und Zylinderwellen; Erregung von Kanälen durch einfallende ebene Wellen
Diskontinuierliche Galerkin-Methode
Transiente CFD bei anschließender Schallabstrahlung
Viskothermische Elemente zur Modellierung dünner Luftschichten oder dünner Rohre
Exakte Modellierung von Verkleidungen unter Einbeziehung des Strömungsverhaltens (Myers-Eversman-Formel)
Erregung – definiert durch in akustische Kanäle einfallende Schallwellen

Industrielle Anwendungen:

Luft- und Raumfahrt: Schallübertragung durch Cockpit und Rumpf, Motorgondelverkleidung, Isolierung von Rumpf und Cockpit, Klimaanlagen, Absorptions- und Ablassschalldämpfer von Klimaanlagen und Hilfstriebwerken, Flügelhinterkanten, Sonarsysteme, Geräuschbildung an Hubschrauberturbinen, zufälliges Dynamikverhalten der Raketennutzlast beim Start
Automobilindustrie: Antriebsstrang, Innenausstattung, Fahrtwindgeräusche, Motorkomponenten, Verdichter, Ansaugkrümmer, Luftfilter, Ventilabdeckung, Reflexionsschalldämpfer, Elektromotoren, Lautsprecher, Abgasschalldämpfer, Reifengeräusche, Hochdrucklüftungskanäle
Konsumgüter: Telefone, Telekommunikation-Freisprecheinrichtungen, Kopfhörer, Lautsprecher, Hörgeräte, Musikinstrumente, Waschmaschinen, Kühlschränke, Staubsauger
Elektronik: Computerlaufwerke, Mobiltelefone, Kameras, Lüfter für LCD-Projektoren
Maschinenbau: Turbomaschinen, Klimaanlagen, Rasenmäher und landwirtschaftliche Maschinen, Abgassysteme

Schallabstrahlung

Analysieren Sie die Schallabstrahlung in einem Fluid oder in geschlossenen Hohlräumen zur Ermittlung kritischer Punkte noch vor Beginn der Prototypenentwicklung.
Mit den zahlreichen Möglichkeiten für die akustische Analyse können Sie Schallwellen extrahieren, die Schallabstrahlung analysieren, schallabsorbierende Wände modellieren und die Schallausbreitung in Kanälen, in Zu- und Ableitungen oder in Verteilungsanlagen von Gebäuden, Flug- und Fahrzeugen untersuchen.

Vibrationsakustik

Um die Wechselwirkungen zwischen den Schwingungen einer Konstruktion und dem angrenzenden Fluid zu untersuchen, muss nicht nur das Verhalten der beteiligten Komponenten der Konstruktion, sondern auch das Fluid selbst modelliert werden. Mit MSC können Sie Probleme der Innenakustik (beispielsweise Kabinengeräusche) wie auch der Außenakustik analysieren und auf dieser Grundlage die Geräuschabstrahlung an die Umgebung genauer untersuchen. Sie können komplexe, realistische Grenzwertbedingungen, aber auch geeignete strukturelle Materialeigenschaften von Verkleidungskomponenten mit einbeziehen, um das Dämpfverhalten zu ermitteln.

Strömungsakustik

Im Rahmen der Strömungsakustik werden zum einen Geräusche, die von Schallquellen wie turbulenten Strömungen innerhalb eines Fluids erzeugt werden, und zum anderen die Ausbreitung des Schalls in diesem Fluid untersucht. Aus mit häufig verwendeten CFD-Codes durchgeführten Strömungssimulationen werden die aerodynamischen Schallquellen ermittelt und zur Berechnung der strömungsakustischen Geräusche verwendet. Diese Vorgehensweise können Sie auch zusammen mit der vibrationsakustischen Analyse nutzen, wodurch Ihnen die Möglichkeit entsteht, komplexe Probleme mit strömungs- wie auch vibrationsakustischen Aspekten zu modellieren.