統計能量
關注創建者：發揮化肥會揮發 創建時間：2019-06-02
統計能量的視頻教程
Altair汽車風噪仿真網絡研討會
培訓內容： 1.基于GPU硬件和LBM算法的風噪模型； 2.虛擬風洞建模方法； 3.基于統計能量法的乘員艙風噪分析； 4.風噪驗證案例。
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統計能量的實例教程
介于上面的缺點，人們開始使用統計的方法處理復雜的動態響應特性。統計能量分析方法SEA（Statistical Energy Analysis），已被成功應用于車輛的聲學、振動傳遞路徑分析，并可以準確地進行各種結構于車輛的振動、聲學預測。
本文針對某型工程車輛，應用統計能量分析方法分析預測駕駛室司機耳旁噪聲，并對比試驗結果校核模型。根據仿真數據進行噪聲源分析，確定聲學包優化方案，通過仿真與試驗方法確定優化效果。
1 工程車輛駕駛室SEA模型的建立
1.1
統計能量分析基本原理
統計能量分析（
SEA
）是一種把研究對象劃分成子系統后，用功率流描述子系統間復雜作用關系的模型化分析方法。統計能量分析模型有
6
個基本假設：（
1
）模型的子系統間是線性守恒的耦合，不存在非保守性質的耦合特征；（
2
）能量是在具有共振頻率的子系統之間流動；（
3
）子系統受到的激勵為互不相關的寬帶隨機激勵，統計上獨立，具有模態非相干性；（
4
）在一個子系統中，固定頻帶內所有共振的模態能量均分；（
5
）互易性原理適應于不同子系統間；（
6
）任兩個子系統間的能量流與振動時耦合的子系統間的能量成正比。
1.2 SEA
模型建立及加載
在仿真軟件中建立駕駛室的
SEA
模型，是功率流平衡方程在具體結構上的形象化。對某工程車輛駕駛室的三維模型進行簡化，忽略后視鏡、孔洞、凸塊等細小特征。將駕駛室車身鈑金件、前后擋風玻璃、地板等部件建立為面板子系統。最終的駕駛室
SEA
模型如圖
1
所示，包含
742
個板結構子系統。
圖1 駕駛室SEA模型板結構子系統
駕駛室聲學包是通過計算駕駛員頭部所在聲腔的平均聲壓來衡量其聲學性能的。
展開 針對這種中高頻的振動問題，則適合采用統計能量法進行仿真分析。Actran作為一款功能全面、方法先進的聲學分析軟件，具備聲學分析、聲振耦合分析、流動噪聲分析、以及統計能量分析等多種功能。
統計能量分析中所需的參數主要有兩種來源：基于理論或者基于試驗。而Actran的虛擬統計能量分析方法還可以直接通過中低頻有限元分析計算得到這些參數，并可以通過外插的方式將其向高頻段進行拓展。如下圖所示車門模型，計算到2kHz，需要采用8mm的網格，計算時間30min，而計算到8kHz，則需要4mm的網格，計算時間8h。
采用Actran的虛擬統計能量分析可以非常準確的將2kHz計算得到的參數拓展到8kHz范圍內，從而在幾乎不損失計算精度的前提下大大提高計算效率。因此Actran的虛擬統計能量法可以完美的解決上述中高頻振動分析問題。
但是，也有很多用戶對MSC Nastran非常熟悉而不具備Actran的使用經驗；還有一些情況，用戶已經具備了MSC Nastran的結構模型，重新在Actran創建一套統計能量分析模型則略顯繁瑣。因此針對上述情況，MSC Nastran 2022.4版本推出一項新功能，可以使不太熟悉Actran操作的用戶對MSC Nastran的結構模型稍加修改就可以直接提交Actran進行統計能量分析計算，而無需重新創建一套統計能量分析模型，從而大大降低了統計能量分析的使用門檻，提高分析效率。
下面通過一個簡單的模型來說明這一功能的操作步驟。
創建MSC Nastran SOL103模態分析文件
上圖為一個簡單的模型。圖中兩個平板，中間采用RBE2連接。首先針對這個模型創建模態分析SOL103的計算模型文件。
展開 針對這種中高頻的振動問題，則適合采用統計能量法進行仿真分析。Actran作為一款功能全面、方法先進的聲學分析軟件，具備聲學分析、聲振耦合分析、流動噪聲分析、以及統計能量分析等多種功能。
統計能量分析中所需的參數主要有兩種來源：基于理論或者基于試驗。而Actran的虛擬統計能量分析方法還可以直接通過中低頻有限元分析計算得到這些參數，并可以通過外插的方式將其向高頻段進行拓展。如下圖所示車門模型，計算到2kHz，需要采用8mm的網格，計算時間30min，而計算到8kHz，則需要4mm的網格，計算時間8h。
采用Actran的虛擬統計能量分析可以非常準確的將2kHz計算得到的參數拓展到8kHz范圍內，從而在幾乎不損失計算精度的前提下大大提高計算效率。因此Actran的虛擬統計能量法可以完美的解決上述中高頻振動分析問題。
但是，也有很多用戶對MSC Nastran非常熟悉而不具備Actran的使用經驗；還有一些情況，用戶已經具備了MSC Nastran的結構模型，重新在Actran創建一套統計能量分析模型則略顯繁瑣。因此針對上述情況，MSC Nastran 2022.4版本推出一項新功能，可以使不太熟悉Actran操作的用戶對MSC Nastran的結構模型稍加修改就可以直接提交Actran進行統計能量分析計算，而無需重新創建一套統計能量分析模型，從而大大降低了統計能量分析的使用門檻，提高分析效率。
下面通過一個簡單的模型來說明這一功能的操作步驟。
01
創建MSC Nastran SOL103模態分析文件
上圖為一個簡單的模型。圖中兩個平板，中間采用RBE2連接。首先針對這個模型創建模態分析SOL103的計算模型文件。
展開 針對這種中高頻的振動問題，則適合采用統計能量法進行仿真分析。Actran作為一款功能全面、方法先進的聲學分析軟件，具備聲學分析、聲振耦合分析、流動噪聲分析、以及統計能量分析等多種功能。
統計能量分析中所需的參數主要有兩種來源：基于理論或者基于試驗。而Actran的虛擬統計能量分析方法還可以直接通過中低頻有限元分析計算得到這些參數，并可以通過外插的方式將其向高頻段進行拓展。如下圖所示車門模型，計算到2kHz，需要采用8mm的網格，計算時間30min，而計算到8kHz，則需要4mm的網格，計算時間8h。
采用Actran的虛擬統計能量分析可以非常準確的將2kHz計算得到的參數拓展到8kHz范圍內，從而在幾乎不損失計算精度的前提下大大提高計算效率。因此Actran的虛擬統計能量法可以完美的解決上述中高頻振動分析問題。
但是，也有很多用戶對MSC Nastran非常熟悉而不具備Actran的使用經驗；還有一些情況，用戶已經具備了MSC Nastran的結構模型，重新在Actran創建一套統計能量分析模型則略顯繁瑣。因此針對上述情況，MSC Nastran 2022.4版本推出一項新功能，可以使不太熟悉Actran操作的用戶對MSC Nastran的結構模型稍加修改就可以直接提交Actran進行統計能量分析計算，而無需重新創建一套統計能量分析模型，從而大大降低了統計能量分析的使用門檻，提高分析效率。
下面通過一個簡單的模型來說明這一功能的操作步驟。
01
創建MSC Nastran SOL103模態分析文件
上圖為一個簡單的模型。圖中兩個平板，中間采用RBE2連接。首先針對這個模型創建模態分析SOL103的計算模型文件。
展開 以以下模型進行模型說明及示意：
內嵌cohesive單元的塊體沖擊剛性地板，需要統計沖擊后碎塊的數量及能量等數據
不同時刻的結果如下：
初始時刻
結果統計：
采用python對結果進行后處理，統計碎片的數量 碎片動能等數據
最后時刻 塊體受沖擊分為了三塊 我們可采用代碼進行提取結果
部分代碼縮略圖，，如需要代碼或相關類型開發可qq1871858827
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本次培訓重點針對Actran虛擬SEA方法和特點進行講解，介紹Actran SEA中高頻噪聲案例，以及從低頻有限元方法到高頻統計能量方法的全頻段完整仿真計算流程，同時講解Actran內飾&風噪等仿真模擬策略。
關于LS-DYNA 的輸出數據10個月前
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講師：牛華偉 Altair 技術工程師
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04月18日 丨10:00-11:30
1.基于GPU硬件和LBM算法的風噪模型；
2.虛擬風洞建模方法；
3.基于統計能量法的乘員艙風噪分析；
4.風噪驗證案例。
wx_fmt=png"></p><p><strong>SUV/MPV車型的后尾翼通常安裝在車頂末端</strong></p><p><br></p><p><strong>仿真模型描述</strong></p><p><br></p><p>本文采用空氣動力學分析模塊ultraFluidX和統計能量法模塊SEAM分析鏤空尾翼對風噪的影響。
講師：湯凱利 Altair 技術工程師
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Altair汽車風噪仿真網絡研討會
03月28日 丨10:00-11:30
1.基于GPU硬件和LBM算法的風噪模型；
2.虛擬風洞建模方法；
3.基于統計能量法的乘員艙風噪分析；
4.風噪驗證案例。
目前已經包含多個工作流程，例如：電機噪聲、航天結構聲致振動以及用于快速、高頻空氣噪聲預測的基于傳輸損耗的統計能量分析（基于 TL 的 SEA）的最新工作流程。與 Autoneum 合作開發的新阻尼墊定位工作流程已于 Actran 2022.1版本發布。
工作流程分為不同的選項卡或界面，工程師可以在其中設置阻尼墊的參數。第一步，工程師首先加載 Nastran 模型文件。
以以下模型進行模型說明及示意：
內嵌cohesive單元的塊體沖擊剛性地板，需要統計沖擊后碎塊的數量及能量等數據
不同時刻的結果如下：
初始時刻
結果統計：
采用python對結果進行后處理，統計碎片的數量 碎片動能等數據
最后時刻 塊體受沖擊分為了三塊 我們可采用代碼進行提取結果
可以幫助企業實現整車全頻段聲學包的開發，主動行人警示音系統以及通過噪聲的設計，車身、車門等附件模態分析和優化，基于仿真的路面不平順引起的車內噪聲一體式分析以及動力總成的NVH設計和聲學封裝優化；特別是針對車內NVH的全頻段仿真，海克斯康仿真方案可以基于一套Nastran有限元模型，實現有限元方法、虛擬統計能量方法的自動建模和分析，實現仿真結果從低頻到高頻準確過渡。
?? 統計能量分析分隔卡片
上圖中第364行，為模型中統計能量分析的分隔卡片，代表在這個卡片以后的內容時關于統計能量分析的相關設置。
?? 定義用于統計能量分析的子系統集合
上圖中第366行，為這個統計能量分析需要使用的子系統列表。卡片名稱為SEAPART，其后面的編號時SET3所定義的子系統的編號。這里是100001和100002。
提供從基于有限元（FEM）、邊界元（BEM）的低頻結構/聲學分析，到基于統計能量法（SEA）的中高頻結構/聲學分析。能夠準確、高效地模擬結構振動、結構傳遞噪聲、空氣傳播噪聲、流體噪聲（如氣動噪聲）等復雜問題。通過在產品開發過程中集成基于Wave6的仿真分析，能夠在研發前期階段保證產品的振動噪聲性能，降低出現振動噪聲問題的風險。
