導(dǎo)讀：如何有效解決中高頻噪聲問題目前仍是學(xué)術(shù)界和工程應(yīng)用領(lǐng)域的難題之一。在當(dāng)前解決中高頻噪聲的幾種主要理論方法中，ProNas能量有限元方法作為一種全新的可行有效的中高頻噪聲控制理論，具有較強(qiáng)的理論和應(yīng)用價(jià)值。

安世亞太基于ProNas能量有限元方法，聯(lián)合國(guó)際最先進(jìn)的中高頻專家資源共同開發(fā)了擁有國(guó)內(nèi)自主軟件著作權(quán)的中高頻噪聲仿真分析軟件ProNas，助力解決中高頻噪聲控制難題。本期結(jié)合案例介紹ProNas軟件的功能和優(yōu)勢(shì)，以及ProNas是如何幫助用戶解決中高頻噪聲問題的。

概述

ProNas軟件是能量有限元分析（EFEA）和統(tǒng)計(jì)能量分析（SEA）領(lǐng)域的代表性解決方案。ProNas混合EFEA-SEA技術(shù)和基于能量有限容積算法的工程開發(fā)與應(yīng)用，代表著振動(dòng)噪聲工程界新一代的前沿技術(shù)。

 

在物理樣機(jī)制造之前，利用ProNas軟件對(duì)設(shè)計(jì)的虛擬樣機(jī)進(jìn)行振動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)，以達(dá)到降低產(chǎn)品成本、縮短開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量，并降低產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)的目的。同時(shí)，在物理樣機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的過程中，可應(yīng)用該軟件進(jìn)行大量的靈敏度分析和整個(gè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)激勵(lì)或聲場(chǎng)激勵(lì)下廣譜的隨機(jī)噪聲振動(dòng)評(píng)估。

 

ProNas軟件建模靈活、計(jì)算效率高，具有寬泛的阻尼和耦合強(qiáng)度適用范圍和簡(jiǎn)單易學(xué)的用戶操作界面，非常適用于結(jié)構(gòu)聲學(xué)問題的可行性研究、靈敏度分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)等。

 

ProNas的功能與優(yōu)勢(shì)

 

pronas軟件主要用來解決結(jié)構(gòu)振動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部與外部聲場(chǎng)噪聲，聲學(xué)材料隔聲性能的分析與優(yōu)化及聲學(xué)包的開發(fā)等，可以實(shí)現(xiàn)：

 

（1）       整個(gè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)激勵(lì)或聲場(chǎng)激勵(lì)下廣譜的隨機(jī)噪聲振動(dòng)預(yù)測(cè)

（2）       在空氣或水等各種介質(zhì)中的中高頻輻射聲場(chǎng)的分析和模擬

（3）       板、殼、梁及聲場(chǎng)之間的各種耦合與聯(lián)結(jié)

（4）       板狀結(jié)構(gòu)的中高頻振動(dòng)分析和模擬

（5）       板-板結(jié)構(gòu)(不同角度，厚度或不同材料參數(shù))之間的聯(lián)結(jié)

（6）       內(nèi)部聲場(chǎng)(水或空氣)的分析和模擬

（7）       結(jié)構(gòu)與內(nèi)部聲場(chǎng)(水或空氣)之間的耦合

（8）       結(jié)構(gòu)外表面上的聲音輻射的分析和模擬

（9）       標(biāo)準(zhǔn)輸入接口：網(wǎng)格輸入數(shù)據(jù)可采用標(biāo)準(zhǔn)有限元格式

(10) 標(biāo)準(zhǔn)輸出接口：程序可以輸出標(biāo)準(zhǔn)格式的網(wǎng)格文件和結(jié)果文件

 

ProNas軟件的優(yōu)勢(shì)

 

（1）強(qiáng)大的功能

 

模型重復(fù)利用率得到了質(zhì)的提升，基于振動(dòng)甚至強(qiáng)度計(jì)算的有限元模型可直接用于高頻噪聲計(jì)算

 

可利用結(jié)構(gòu)的邊界網(wǎng)格快速生成幾何空腔或者有限元空腔，即可快速評(píng)估空腔的整體聲壓，又可評(píng)估空腔中聲壓的準(zhǔn)確分布，方便用戶根據(jù)精度需求靈活創(chuàng)造自己的聲學(xué)模型。

 

（2）高效求解

 

可在有限元模型上靈活地按實(shí)際精確分布噪音控制材料、阻尼材料、不均勻材料、泄露、直達(dá)聲場(chǎng)分布載荷等一系列參數(shù)，所見即所得，免去了大量簡(jiǎn)化歸納及在此過程中產(chǎn)生的工程誤差甚至錯(cuò)誤。

 

由于擯棄了模態(tài)密度等相關(guān)概念，免去了計(jì)算、測(cè)量和仿真結(jié)構(gòu)阻抗的過程，免去判斷SEA理論假設(shè)是否符合的大量工作以及避免了由此產(chǎn)生的錯(cuò)誤，直接在模型中加載結(jié)構(gòu)加速度載荷即可得到準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)噪音載荷及傳遞路徑，是結(jié)構(gòu)噪音計(jì)算的里程碑式的進(jìn)步。

 

結(jié)構(gòu)、聲場(chǎng)、聲學(xué)材料一并解決；只需簡(jiǎn)單粗化的有限元網(wǎng)格，計(jì)算效率高。

 

（3）直觀的后處理

 

直觀顯示結(jié)構(gòu)振動(dòng)速度、能量及能量密度在結(jié)構(gòu)上的分布

 

直觀顯示聲腔聲壓級(jí)、能量及能量密度在聲腔空間或體單元中的分布

 

快速直觀地找到結(jié)構(gòu)振動(dòng)及噪聲輻射的熱點(diǎn)

 

（4）界面友好，易于操作

 

ProNAS用戶操作界面

 

ProNAS后處理界面

 

ProNas應(yīng)用案例

 

ProNas的應(yīng)用領(lǐng)域包括：汽車、船舶、軌道車輛、航空航天、汽車零部件、起重機(jī)械、家用電器、聲學(xué)材料、通用機(jī)械、環(huán)境保護(hù)、建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)等。

①汽車整車聲學(xué)響應(yīng)分析

② 散射激勵(lì)輸入下的空氣傳播噪聲分析

③ 高鐵機(jī)車結(jié)構(gòu)噪聲與空氣噪聲分析

④船舶結(jié)構(gòu)噪聲與空氣噪聲仿真分析

結(jié)論概述

混合EFEA-SEA 技術(shù)和基于能量有限元法的工程開發(fā)與應(yīng)用，能夠破解傳統(tǒng)能量有限元技術(shù)很難廣泛和深入應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目的困局，為用戶帶來實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

 

1、噪聲振動(dòng)控制與優(yōu)化，確定產(chǎn)品性能滿足設(shè)計(jì)要求。

 

2、優(yōu)越的核心算法帶來更加高效的計(jì)算效率及精確的仿真結(jié)果。

 

3、提供聲學(xué)傳遞路徑功能，確定滿足噪聲振動(dòng)要求的最佳設(shè)計(jì)。

 

4、聲學(xué)包設(shè)計(jì)，用戶可自由輸入聲學(xué)包材料參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析。

 

5、通過提供編程接口及外部編程語言，方便用于當(dāng)前設(shè)計(jì)過程，保證長(zhǎng)期的投資回報(bào)。

 

6、可用于確保和優(yōu)化聲學(xué)包的NVH性能，減小成本和重量，縮短研發(fā)時(shí)間。

 

此外，ProNas還可以實(shí)現(xiàn)在物理樣機(jī)設(shè)計(jì)之前提供參考信息，評(píng)估物理樣機(jī)在不同工況下的振動(dòng)噪聲性能水平；可用于設(shè)置聲壓及其它目標(biāo)值制定；也可用于確定噪聲傳遞路徑上的薄弱環(huán)節(jié)，指導(dǎo)項(xiàng)目改進(jìn)方向；以及通過消除大量本來需要實(shí)測(cè)的聲學(xué)包迭代減少試驗(yàn)室測(cè)試等。