MSC.ACTRAN的案例
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。
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。
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。
展開 MSC全球發布Actran 17商業及學生版
Actran 17學生版：
為方便廣大同學了解并練習Actran的基本功能，MSC推出了Actran 17學生版。
有興趣的同學可以到如下鏈接注冊并下載軟件（Download）及配套練習（Tutorials）：
http://www.mscsoftware.com/page/actran-student-edition
案例分享 | Avio使用MSC Nastran和Actran確保空間發射器的結構可靠性
MSC 軟件隸屬于海克斯康制造智能分公司，是十大自主原創軟件公司之一，也是通過仿真軟件和服務幫助產品制造商改進其工程方法的全球領軍者。如需了解更多信息請訪問mscsoftware.com。海克斯康的制造智能分公司提供各種解決方案，通過來自設計與工程、生產與計量方面的數據來提高制造的智能化水平。
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展開 Actran風機類旋轉機械噪聲分析方案
CFD+CAA 氣動噪聲計算方法流程
具體分析步驟如下：
1) 建立 CFD 分析模型，提取非定常流場；
2) 建立 ACTRAN 聲學分析模型；
3) 利用 ACTRAN/iCFD 技術，將 CFD 基本量利用 lighthill 聲類比方法轉換為氣動噪聲源，并使用積分法插值入聲學網格；
4) 利用 ACTRAN/iCFD 技術對聲源進行傅里葉變換，將時域信號轉換為頻域信號；
5) 計算風扇引起的氣動噪聲聲傳播。
如下為通過 Actran 與 MSC CFD 軟件 Cradle 聯合仿真軸流風扇以及離心風扇的噪聲與實驗對比。
軸流風機噪聲仿真結果
上圖中紅線為 MSC Cradle 與 MSC Actran 仿真結果曲線；藍線為實驗室環境下的實驗測試結果。仿真與實驗對比良好，尤其在 BPF 頻率處，吻合度較高，兩條曲線的趨勢性也吻合度較高；整體上僅在較高頻仿真結果低于背景噪聲結果時與實驗出現偏差。
離心風機噪聲仿真結果
上圖中，淺藍線為 MSC Actra
n 聲學仿真結果曲線；深藍線為實驗室環境下的實驗測試結果。可以看到仿真與實驗對比良好。
流道湍流氣動噪聲仿真功能
Actran Aero-Acoustics 精確考慮流場變化形成的復雜聲學邊界條件，既可以求解外聲場(機翼后緣噪聲，側鏡噪聲，起落架噪聲），也可以求解內部聲場（HVAC 內部噪聲，管道內流動噪聲）。Actran Aero-Acoustics 基于有限元與氣動聲類比的方式，讀取瞬態 CFD 仿真結果進行流致噪聲（氣動噪聲、水流 ）的仿真模擬。
Actran SGNR 模塊，即隨機噪聲產生和傳播方法。
展開 
虛擬仿真技術在電子行業中的應用
同時利用MSC.Nastran可以快速精確地計算雷達天線系統在風載和其它振動載荷作用的動力、靜力響應。MSC.Easy5+MSC.ADAMS+MSC.Nastran 實現了完美的控制－液壓－運動－結構聯合仿真系統，MSC.Software是目前世界上唯一一家可以全部提供雷達天線系統全面仿真分析軟件的公司。
圖8為某雷達天線系統的MSC.ADAMS和MSC.EASY5聯合仿真過程。圖9表示利用MSC.Nastran和MSC.ADAMS對某衛星天線進行聯合動力仿真的過程。
5) MSC.Fatiuge在電子行業疲勞分析中的應用
MSC.Fatigue是MSC.Software公司與英國謝非爾德nCode國際公司（nCode International）緊密合作的基礎上發展起來的高級疲勞分析軟件，能夠很好預測于電子產品的結構、熱疲勞壽命。目前，絕大部分涉及疲勞分析的用戶都采用MSC.Fatigue軟件進行分析。圖10為波音公司使用MSC.Fatigue軟件對某電子器件進行焊接疲勞分析，圖11則為某電路板的焊點疲勞壽命分析。
6) MSC.Actran在電子行業振動噪音分析中的應用
MSC.Actran是振動噪聲分析的專用工具，是集有限元與無限元于一體的聲學分析軟件。可求解聲音的輻射、衍射、散射、導向傳播、封閉聲場、吸收、隔音、傳輸、衰減等，聲源模型不僅包括經典的聲單極、雙極、點或離散載荷以及強迫運動等，也包括高級物理激勵模型，如紊流邊界層或散射聲場等。能夠很好的為雷達、電機、音響、耳機等各種機械電子產品的振動噪聲分析提供解決方案。圖12顯示了對揚聲器進行聲場分析的模型和結果。
展開 MSC Nastran與Actran聯合實現中高頻統計能量分析
MSC Nastran具備靜力學、動力學、非線性、優化、氣彈等功能全面的結構分析功能，在航空、汽車、船舶等各個行業均有廣泛的應用。MSC Nastran采用的數值計算方法是有限元理論，在中低頻段結構振動分析方面有多年的成功應用經驗。但是有限元方法自身要求一個空間波長范圍內至少有六個到八個以上的單元，這也就導致了有限元方法在面對中高頻振動分析時，需要將結構網格尺寸設置的非常小才能滿足上述要求，從而使計算量大大增加，甚至難以完成計算。
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。
展開 設計仿真 | MSC Nastran與Actran聯合實現中高頻統計能量分析
MSC Nastran具備靜力學、動力學、非線性、優化、氣彈等功能全面的結構分析功能，在航空、汽車、船舶等各個行業均有廣泛的應用。MSC Nastran采用的數值計算方法是有限元理論，在中低頻段結構振動分析方面有多年的成功應用經驗。但是有限元方法自身要求一個空間波長范圍內至少有六個到八個以上的單元，這也就導致了有限元方法在面對中高頻振動分析時，需要將結構網格尺寸設置的非常小才能滿足上述要求，從而使計算量大大增加，甚至難以完成計算。
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。
展開 設計仿真 | MSC Nastran與Actran聯合實現中高頻統計能量分析
MSC Nastran具備靜力學、動力學、非線性、優化、氣彈等功能全面的結構分析功能，在航空、汽車、船舶等各個行業均有廣泛的應用。MSC Nastran采用的數值計算方法是有限元理論，在中低頻段結構振動分析方面有多年的成功應用經驗。但是有限元方法自身要求一個空間波長范圍內至少有六個到八個以上的單元，這也就導致了有限元方法在面對中高頻振動分析時，需要將結構網格尺寸設置的非常小才能滿足上述要求，從而使計算量大大增加，甚至難以完成計算。
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。
展開 MSC氣動噪聲全流程解決方案 | 基于scFLOW2Actran的HVAC管道氣動噪聲案例展示
| 利用MSC Cradle確認在渦輪上安置“集流罩”有提高水輪功率系數的效果
案例
案例分享 | 利用MSC Cradle進行考慮邊界層轉捩現象的船用螺旋槳性能預測
分享 | 利用螺旋槳MSC Cradle和無限葉片數螺旋槳理論進行方向舵干涉時的性能仿真研究
案例分享 | 利用MSC Cradle對船用柴油發動機水套冷卻性能進行仿真和驗證
邀您參加|MSC直播課程-聲學包性能分析與優化設計&大規模線彈性部件快速建模和分析方案
海克斯康 | 混響場下的航空航天結構聲振耦合分析，報名開啟>>
采用MSC Nastran和Actran聯合仿真的方式可以幫助用戶方便快捷的對這種問題進行分析和處理，提高研發效率和設計水平</p><p><strong>主講人簡介</strong></p><div contenteditable="false" width="100%">
白玉儒
</div><div contenteditable="false" width="100%">
海克斯康D&E Actran高級工程師，負責聲學軟件的售前售后以及咨詢項目服務
</div><div contenteditable="false" width="100%">
大連理工大學水聲工程專業碩士
</div><div contenteditable="false" width="100%">
2014年起，就職于MSC中國，負責聲學軟件的售前售后以及咨詢項目服務。從事聲學仿真工作13年，有豐富的工程仿真經驗。
展開 CAE學科分類與應用發展趨勢
代表軟件有：HYPERMESH&HYPERVIEW、ANSYS Workbench、ICEM-CFD、PATRAN、Gambit、ANSA、MSC Apex、FEMAP、NX CAE等；
（2）結構分析：各種結構剛度、強度、模態、疲勞壽命分析。代表軟件：MSC Nastran、NX Nastran、ANSYS、ABAQUS、Marc、MSC Fatigue等；
（3）CFD與熱分析：氣動及外流場分析、內流場分析、對流、輻射、對流傳熱分析。代表軟件：Fluent、CFD++、Flow-3D、Star-CD、CFD-FASTRAN等；
（4）工藝分析：分析各種成形工藝和熱處理工藝，包括材料流動、模具充填、成形載荷、模具應力、纖維流向、缺陷形成和韌性破裂分析。代表工藝有金屬塑性成型工藝、鑄造工藝、注塑工藝、熱壓罐工藝、RTM工藝、機加工、焊接工藝等；代表軟件：SIMUFACT、DEFORM、QFORM、DYNAFORM、AUTOFORM、PAM-STAMP、SYSWELD、MOLDFLOW、PROCAST、ANYCASTING、PAM-RTM、RTM-WORX等；
（5）電磁分析：低頻、中/高頻電磁環境分析等。代表軟件有FEKO、EMAX、EMAG、ANSOFT、CST系列軟件、ESI產品系列（SYSMAGNA&CEM）等；
（6）NVH分析：NVH是指Noise（噪聲）、Vibration（振動）、Harshness（聲振粗糙度），由于他們在車輛等機械中是同時出現且密不可分的，因此常把它們放在一起來研究。此外，還包括汽車零部件由于振動引起的強度和壽命等問題。代表軟件：PAM-MEDYSA、VA-ONE、MSC ACTRAN等；
（7）優化分析：對產品進行形狀優化，形貌優化，拓撲優化，輕量化設計。
展開 
技術鄰學院丨MSC Nastran基礎培訓/精品講解/實際分析 三大福利齊聚！
① MSC Nastran在汽車電子產品支架分析中的應用.pdf
② MSC Nastran在某排半皮卡車后圍鈑共振問題中的應用.pdf
③ 基于MSC Nastran及整車模型的動力總成懸置解耦分析和優化方法.pdf
④ 基于MSC Nastran的發動機蓋支撐桿屈曲分析.pdf
⑤ 基于MSC Actran某車型后視鏡風噪聲計算.pdf
⑥ MSC Nastran與傳動CAE分析相結合的商用車橋主減總成輕量化設計.pdf
以上，是小編為諸位整理匯編的MSC Nastran學習資料，除此之外，技術類學院每日依然會上新更多的視頻、案例以及文檔，供大家學習討論！
如果在學習或實操的過程中有什么疑問，或者遇到無法攻克的難點，歡迎來技術鄰問答頻道提問，眾多專家第一時間為你解答：技術鄰問答
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展開 案例分享 | 現代新能源汽車行人警示揚聲器分析
MSC 解決方案
1) APAS模擬
現代工程師利用MSC Actran軟件模擬喇叭， 使用喇叭制造商提供的規格單中的Thiele/Small(T/S)參數進行建模，并將其與模擬喇叭內部腔體和外部的聲輻射空間的有限單元模型進行耦合。Actran計算6000Hz以下車輛區域的聲壓和聲阻抗。
喇叭的聲學有限元模型
2) 使用仿真結果優化喇叭設計
現代通過Actran進行一系列參數研究，尋找各主要設計變量對聲場的影響。歐盟和美國法規要 求，在1600Hz以下和800Hz以下至少分別發出一個頻率的警報聲音。APAS喇叭的驅動單元很小， 因此滿足低頻聲音要求比較困難。同時實驗分析顯示，在400Hz以下的一個頻率可以較明顯的傳遞到乘客艙，這影響了乘客的舒適感。接下來工程師 在喇叭上加入背腔設計，并做了數值仿真，通過 掃頻分析發現此時聲阻抗頻率從400Hz改變到490Hz，這一改變既可以滿足法規要求，同時也保證了成員的舒適性。
喇叭的背腔對頻譜特性的影響
聲波導管可以保護喇叭不受環境中水汽的影 響，而且在聲音調校方面起到重要作用。工程師使用Actran管道聲場仿真技術進行導管的設計以加強中頻1500Hz聲音傳播。同時喇叭內部覆蓋件和驅動單元之間的空間得到優化，以加強4400Hz附近的聲壓級。
展開 最新MSC工程分析技術應用成果（臺灣）
請參見圖三，在Toyota Prius的開發過程中，MSC.EASY5與MSC.ADAMS的整合應用發揮極大的功效。其中MSC.EASY5被用以模擬控制元件與電路系統，MSC.ADAMS則負責引擎與傳動系統的模擬。兩者的整合應用，大幅減少了原型車制作與實驗測試的工作。
四、行動電話軟性電路板疲勞壽命改良
東方人偏愛折疊式手機已是不爭的事實。然而在折疊式手機的開發過程中，翻蓋測試是相當重要的項目。所謂翻蓋測試,就是將摺疊式手機連續進行掀蓋及合蓋數萬次。 由于軟性電路板連接摺疊式手機的上蓋及下蓋，在連續進行掀蓋及合蓋數萬次下， 軟性路板因受力變形等問題，導致其內部線路受損，Folder的液晶顯示模組(LCM)顯示異常。傳統的機構設計工程師在設計軟性電路板尺寸及結構相對位置時，只能依經驗法則設計，無法在成品未完成前做事先評估，事后只能依翻蓋測試的結果來判斷測試失敗的原因，無法獲得定性或定量的資料。
請參閱圖四，目前僅有MSC公司與我們的客戶具有豐富的實戰經驗（使用的工具為MSC.Marc），可以成功地利用CAE工具協助軟性電路板及周圍相關機構的尺寸及材料設計，以滿足耐久性疲勞測試的要求。
五、喇叭聲場分析
揚聲器的設計，從家用視聽設備、車用音響、行動電話、MP3、以至于耳機，依其功能與對象的不同，除了雜音與破音現象的避免外，需有不同頻率范圍與3D空間音量大小的要求。請參見圖五：經由長期的投入，目前MSC公司的客戶已可成功應用MSC.Actran準確預測不同喇叭振膜尺寸、材質與音箱設計，在不同頻率范圍的音場分布狀況。
六、LCD模組抗掉落測試模擬
由于近年來TFT-LCD模組的外型尺寸被要求設計的越來越輕薄，模組內部的設計空間便相對的被壓縮，所以模組的強度便受到相當大的考驗。
展開 案例分享 | 皇家恩菲爾德 – 摩托車通過噪聲
通過噪聲仿真法:20米測試道路的左側和右側的麥克風陣列
MSC解決方案
獨特的Royal Enfield發動機聲音由三部分貢獻而來。它們是動力總成（發動機和變速箱），排氣和進氣系統。Royal Enfield使用MSC Software的軟件來模擬各種噪聲源的環境。
MSC Adams, 一種多體軟件, 用于計算在操控工況下發動機內部產生的負載，特別是了解作用在軸承和曲軸上的力。
此外，MSC Nastran是一種有限元分析（FEA）程序，用于分析在發動機表面產生的表面振動。該公司還使用MSC的高級聲學軟件Actran來預測聲腔中的聲級。振動被導入到Actran，在那里它們被用來激勵聲腔，這可以幫助預測聲級。
使用MSC軟件工具和其他第三方工具在系統級別進行了仿真。仿真是在系統級別完成的，這意味著每個組件都分別進行了仿真并組裝成整車。
在仿真之后，對原型進行了實際的物理測試，這是由Royal Enfield的印度和英國研發團隊與MSC軟件團隊共同進行的。當模擬得出的結果與物理結果相關聯時，發現發動機噪音相關率為70-80％。
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