聲學仿真技術標桿:MSC Actran 賦能多行業精準降噪與性能優化

在產品研發的工程化流程中,聲學性能已成為衡量高端裝備與消費產品核心競爭力的關鍵指標 —— 汽車 NVH(噪聲、振動與聲振粗糙度)性能直接影響駕乘體驗評級,航空航天設備的聲學輻射需滿足嚴苛的國際空域噪聲標準,消費電子的聲學適配則決定用戶交互質感。在此背景下,MSC Actran 作為一款基于有限元 / 邊界元法的專業聲學仿真平臺,憑借其高精度計算內核與多物理場耦合能力,成為多行業解決聲學設計難題的核心工具。?

MSC Actran 的技術優勢首先體現在多物理場仿真能力的深度集成。其核心架構支持聲學 - 結構振動(Vibro-Acoustics)、氣動聲學(Aero-Acoustics)、流體 - 聲學耦合等多場景仿真,可精準模擬從低頻結構振動輻射噪聲到高頻氣動噪聲的全頻段聲學行為。軟件內置涵蓋多孔吸聲材料、纖維復合材料、彈性體等 120 + 類材料的聲學特性數據庫,支持自定義材料參數擬合,結合 1D/2D/3D 多維度單元庫(含無限元、邊界元、周期性結構單元),可高效處理復雜邊界條件(如非均勻聲場、運動邊界、聲阻抗邊界),計算精度滿足 ISO 3744/3745 等國際聲學測試標準要求。

 

聲學仿真技術標桿:MSC Actran 賦能多行業精準降噪與性能優化的圖1

從核心功能模塊的技術特性來看,Actran 構建了覆蓋全聲學仿真流程的解決方案:?

Actran Acoustics 基礎模塊:基于高階有限元(p-version FEM)與自適應網格技術,支持聲場傳播、空腔聲學模態分析、外場聲輻射預測等場景,網格收斂性誤差可控制在 3% 以內。在汽車動力總成輻射噪聲優化中,通過該模塊可實現 10-2000Hz 頻段聲壓級計算,結合聲功率譜分析,精準定位缸體、油底殼等關鍵輻射源,為結構拓撲優化提供量化依據。

 

聲學仿真技術標桿:MSC Actran 賦能多行業精準降噪與性能優化的圖2

Actran VibroAcoustics 振動聲學模塊:支持直接法與模態疊加法兩種求解路徑,可耦合結構動力學模型(如 MSC Nastran、Abaqus 計算結果),實現結構振動與聲場的雙向耦合分析。在新能源汽車電機噪聲優化中,該模塊可識別電磁徑向力波與定子模態的共振頻率,通過諧響應分析量化不同階次徑向力對殼體輻射噪聲的貢獻度,指導電機定轉子槽極配合優化,使電機噪聲降低 6-10dB (A),且不損失輸出扭矩。

此外,Actran 的工程化適配能力進一步強化其行業應用價值:軟件支持 Python/C++ API 二次開發,可構建自動化仿真流程(如參數化建模 - 求解 - 后處理閉環),適配企業級 PLM 系統(如 Siemens Teamcenter);提供與 MSC Adams(多體動力學)、ANSYS Fluent(計算流體力學)等工具的聯合仿真接口,實現 “振動 - 流體 - 聲學” 多物理場協同分析。在航空發動機涵道噪聲預測中,通過 Actran 與 Fluent 的氣動聲學耦合,可精準模擬風扇氣流擾動產生的寬頻噪聲,為聲學襯套設計提供高頻段(2000-8000Hz)噪聲抑制方案。?

不論是振動噪聲還是氣動噪聲,Actran都有非常成熟易用的聯合仿真求解方案,可以與眾多CAE軟件聯合求解具體的噪聲問題?

 

 

聲學仿真技術標桿:MSC Actran 賦能多行業精準降噪與性能優化的圖3

 

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